JP6197529B2 - Package structure - Google Patents

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Description

本発明は、パッケージ構造体に関する。   The present invention relates to a package structure.

半導体素子等の電子素子を含む電子部品を、外部の環境や衝撃等から保護する部材で覆う技術が知られている。このような技術を用いた例として、半導体メモリ素子及びアンテナ素子を設けた基板(インレット、インレイ等とも称される)を、樹脂やセラミックスを用いた材料で覆った構造体が知られている。このような構造体は、電波を用いて情報の書き込み、読み出しが行われ、例えば、電子タグ(RFID(Radio Frequency IDentification)タグ等とも称される)として商品や部品に取り付けられ、物流管理や工程管理に利用される。   2. Description of the Related Art A technique for covering an electronic component including an electronic element such as a semiconductor element with a member that protects from an external environment, an impact, or the like is known. As an example using such a technique, a structure in which a substrate (also referred to as an inlet, an inlay, or the like) provided with a semiconductor memory element and an antenna element is covered with a material using resin or ceramics is known. Such structures are written and read using radio waves, and are attached to products and parts as electronic tags (also referred to as RFID (Radio Frequency IDentification) tags), for example, for logistics management and process Used for management.

特開2006−031599号公報JP 2006-031599 A 特開2001−175823号公報JP 2001-175823 A 特開2008−129838号公報JP 2008-129838 A

上記のような構造体は、室温のような外部環境で使用される場合のほか、より高温の外部環境で使用される場合もある。構造体が比較的高温の外部環境で使用され、その外部環境の熱が構造体内部に伝わり、構造体内部の電子部品の温度が設定温度以上、例えば電子部品が正常に動作可能な温度以上にまで上昇してしまうような場合には、構造体の性能、信頼性が低下する恐れがある。   The structure as described above may be used in an external environment at a higher temperature, in addition to being used in an external environment such as room temperature. The structure is used in a relatively high temperature external environment, and the heat of the external environment is transferred to the inside of the structure, and the temperature of the electronic components inside the structure is higher than the set temperature, for example, higher than the temperature at which the electronic components can operate normally In such a case, the performance and reliability of the structure may be lowered.

本発明の一観点によれば、電子部品と、前記電子部品を覆う第1パッケージと、前記第1パッケージを覆う第2パッケージと、前記第1パッケージと前記第2パッケージの間に設けられた断熱材とを含むパッケージ構造体が提供される。前記パッケージ構造体において、前記第2パッケージは、前記断熱材と対向する内面の一部であって、前記電子部品に対応する部位の、前記部位の領域内に、凹部を有する。或いは、前記パッケージ構造体において、前記第1パッケージは、前記電子部品を挟んで一方側及び他方側にそれぞれ、熱によって層間に空間が形成される複数層の部材を有する。 According to an aspect of the present invention, an electronic component, a first package that covers the electronic component, a second package that covers the first package, and heat insulation provided between the first package and the second package A package structure including the material is provided. The said package structure WHEREIN: The said 2nd package is a part of inner surface facing the said heat insulating material, Comprising: It has a recessed part in the area | region of the said site | part of the site | part corresponding to the said electronic component. Alternatively, in the package structure, the first package includes a plurality of members each having a space formed between layers by heat on one side and the other side of the electronic component.

開示のパッケージ構造体によれば、その外部環境の熱による、パッケージ内の電子部品の温度上昇を抑制することが可能になる。これにより、電子部品を含む、高性能、高信頼性のパッケージ構造体が実現可能になる。   According to the disclosed package structure, it is possible to suppress the temperature rise of the electronic components in the package due to the heat of the external environment. As a result, a high-performance and highly reliable package structure including electronic components can be realized.

第1の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows an example of the package structure which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows an example of the package structure which concerns on 1st Embodiment. インレイの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an inlay. パッケージ構造体の形成方法の一例を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows an example of the formation method of a package structure. パッケージ構造体の形成方法の一例を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows an example of the formation method of a package structure. パッケージ構造体の形成方法の一例を示す図(その3)である。It is FIG. (3) which shows an example of the formation method of a package structure. 第1の実施の形態に係るパッケージ構造体のモデルの説明図である。It is explanatory drawing of the model of the package structure which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係るモデルの解析結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis result of the model which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows an example of the package structure which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows an example of the package structure which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係るパッケージ構造体の解析結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis result of the package structure which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows an example of the package structure which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows an example of the package structure which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係るパッケージ構造体の解析結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis result of the package structure which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows an example of the package structure which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows an example of the package structure which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態に係るパッケージ構造体の解析結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the analysis result of the package structure which concerns on 4th Embodiment.

まず、第1の実施の形態について説明する。
図1及び図2は第1の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図である。尚、図1はパッケージ構造体の一例の外観模式図である。図2(A)は図1の鎖線S1に沿った断面模式図、図2(B)は図1の一点鎖線S2に沿った断面模式図、図2(C)は図1の二点鎖線S3に沿った断面模式図である。
First, the first embodiment will be described.
1 and 2 are views showing an example of a package structure according to the first embodiment. FIG. 1 is a schematic external view of an example of the package structure. 2A is a schematic cross-sectional view taken along the chain line S1 in FIG. 1, FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line S2 in FIG. 1, and FIG. It is a cross-sectional schematic diagram along line.

パッケージ構造体100は、図1及び図2に示すように、電子部品10、インナーパッケージ20、断熱材30及びアウターパッケージ40を備えている。
インナーパッケージ20は、電子部品10を覆うように設けられ、このインナーパッケージ20の外側に、インナーパッケージ20を覆うように、アウターパッケージ40が設けられている。このようなインナーパッケージ20とアウターパッケージ40の間に、インナーパッケージ20を覆うように、断熱材30が設けられている。パッケージ構造体100では、アウターパッケージ40が直接外部環境に曝される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the package structure 100 includes an electronic component 10, an inner package 20, a heat insulating material 30, and an outer package 40.
The inner package 20 is provided so as to cover the electronic component 10, and the outer package 40 is provided outside the inner package 20 so as to cover the inner package 20. A heat insulating material 30 is provided between the inner package 20 and the outer package 40 so as to cover the inner package 20. In the package structure 100, the outer package 40 is directly exposed to the external environment.

インナーパッケージ20及びアウターパッケージ40には、樹脂材料、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等の一定の耐熱性を有する樹脂材料が用いられる。尚、インナーパッケージ20及びアウターパッケージ40の材料は、同じでも異なってもよい。   For the inner package 20 and the outer package 40, a resin material, for example, a resin material having a certain heat resistance such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, phenol resin, or silicone resin is used. The materials of the inner package 20 and the outer package 40 may be the same or different.

インナーパッケージ20は、電子部品10を上下から挟む2つの部材(上側及び下側インナーパッケージ)を有し、これらの部材同士が、端部、例えば四隅で、ネジ50を用いて固定(一体化)されている。アウターパッケージ40は、電子部品10を内蔵するインナーパッケージ20とその周囲の断熱材30を覆う2つの部材(上側及び下側アウターパッケージ)を有し、これらの部材同士が熱溶着、接着、テープ封止等の方法で固着(一体化)されている。尚、これらの点の詳細は後述する。   The inner package 20 has two members (upper and lower inner packages) that sandwich the electronic component 10 from above and below, and these members are fixed (integrated) with screws 50 at the ends, for example, at the four corners. Has been. The outer package 40 has two members (upper and lower outer packages) that cover the inner package 20 containing the electronic component 10 and the surrounding heat insulating material 30, and these members are thermally welded, bonded, and sealed with tape. It is fixed (integrated) by a method such as stopping. Details of these points will be described later.

インナーパッケージ20とアウターパッケージ40の間に設けられる断熱材30には、砂状或いは粒状の無機材料、例えば、セラミックス、ガラス等の一定の耐熱性を有する砂状或いは粒状の無機材料が用いられる。このような砂状或いは粒状の材料が用いられることで、断熱材30は、流動性を示し、後述のようにインナーパッケージ20が変形する際、その変形に追従して柔軟に形状を変化させる。   For the heat insulating material 30 provided between the inner package 20 and the outer package 40, a sandy or granular inorganic material, for example, a sandy or granular inorganic material having a certain heat resistance such as ceramics or glass is used. By using such a sandy or granular material, the heat insulating material 30 exhibits fluidity, and when the inner package 20 is deformed as described later, the shape is flexibly changed following the deformation.

インナーパッケージ20に内蔵される電子部品10には、例えば、基板に半導体メモリ素子及びアンテナ素子を設けた形態を有するインレイ(インレット)が用いられる。電子部品10として用いられるインレイの一例を図3に示す。図3(A)はインレイの平面模式図、図3(B)は図3(A)のM−M断面模式図である。   For example, an inlay (inlet) having a configuration in which a semiconductor memory element and an antenna element are provided on a substrate is used for the electronic component 10 incorporated in the inner package 20. An example of an inlay used as the electronic component 10 is shown in FIG. 3A is a schematic plan view of the inlay, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view taken along the line MM of FIG.

図3に例示する電子部品10(インレイ)は、基板11、アンテナ12(アンテナ素子)、制御IC(Integrated Circuit)チップ13(半導体素子)、及びメモリチップ14(半導体素子)を有している。   An electronic component 10 (inlay) illustrated in FIG. 3 includes a substrate 11, an antenna 12 (antenna element), a control IC (Integrated Circuit) chip 13 (semiconductor element), and a memory chip 14 (semiconductor element).

基板11には、板状、シート状、フィルム状の基板が用いられる。例えば、基板11には、エポキシ樹脂又はガラスエポキシ樹脂を用いたものを用いることができる。基板11にはこのほか、ビスマレイミドトリアジン、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂材料、ガラス繊維や炭素繊維等を含有する複合樹脂材料等を用いることもできる。   As the substrate 11, a plate-like, sheet-like, or film-like substrate is used. For example, the board | substrate 11 can use what used the epoxy resin or the glass epoxy resin. In addition to this, a resin material such as bismaleimide triazine, polyamide, or polyimide, a composite resin material containing glass fiber, carbon fiber, or the like can be used.

アンテナ12には、所定のパターン形状とした導電膜が用いられる。アンテナ12に用いる導電膜には、例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)等の金属材料、それらのうちの少なくとも1種を含む金属材料を用いることができる。アンテナ12は、例えば、このような金属材料を含むペーストを基板11上に印刷法を用いて形成したり、このような金属材料の箔を基板11上に貼付した後エッチングによりパターニングしたりすることで、設けることができる。   A conductive film having a predetermined pattern shape is used for the antenna 12. For the conductive film used for the antenna 12, for example, a metal material such as copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), or gold (Au), or a metal material including at least one of them is used. it can. The antenna 12 may be formed by, for example, forming a paste containing such a metal material on the substrate 11 using a printing method, or applying a foil of such a metal material on the substrate 11 and then patterning by etching. And can be provided.

制御ICチップ13及びメモリチップ14は、基板11上に設けられ、アンテナ12に電気的に接続されている。制御ICチップ13は、外部からアンテナ12で受信される情報をメモリチップ14に書き込み、また、メモリチップ14に記憶されている情報を読み出してアンテナ12から外部に送信する処理を実行する。   The control IC chip 13 and the memory chip 14 are provided on the substrate 11 and are electrically connected to the antenna 12. The control IC chip 13 writes information received by the antenna 12 from the outside to the memory chip 14, and reads information stored in the memory chip 14 and transmits it from the antenna 12 to the outside.

尚、ここでは制御ICチップ13とメモリチップ14の2つの半導体チップを基板11上に設ける場合を例示した。このほか、制御ICチップ13とメモリチップ14の双方の機能を1チップに組み込んだ半導体チップ(メモリ内蔵型ICチップ)を、アンテナ12と電気的に接続して基板11上に設けることもできる。   Here, the case where two semiconductor chips of the control IC chip 13 and the memory chip 14 are provided on the substrate 11 is illustrated. In addition, a semiconductor chip (IC chip with a built-in memory) in which the functions of both the control IC chip 13 and the memory chip 14 are incorporated in one chip can be provided on the substrate 11 by being electrically connected to the antenna 12.

上記のパッケージ構造体100では、このような構成を有する電子部品10を覆うようにインナーパッケージ20が設けられ、その外側に、断熱材30を介して、アウターパッケージ40がインナーパッケージ20及び断熱材30を覆うように設けられる。   In the package structure 100 described above, the inner package 20 is provided so as to cover the electronic component 10 having such a configuration, and the outer package 40 is formed on the outer side of the inner package 20 and the heat insulating material 30 via the heat insulating material 30. It is provided so as to cover.

パッケージ構造体100において、その電子部品10に含まれる半導体チップ(例えばメモリチップ14又はメモリ内蔵型ICチップ)は、それ自体は比較的熱に弱い。パッケージ構造体100では、上記のように電子部品10をインナーパッケージ20、断熱材30、アウターパッケージ40で順に覆う構造とすることで、アウターパッケージ40が直接曝される外部環境の熱が、内部の電子部品10にまで伝わる時間を遅らせる。それにより、電子部品10の温度上昇を抑制し、電子部品10の熱ダメージを抑制する。   In the package structure 100, the semiconductor chip (for example, the memory chip 14 or the IC chip with built-in memory) included in the electronic component 10 itself is relatively weak against heat. In the package structure 100, as described above, the electronic component 10 is covered with the inner package 20, the heat insulating material 30, and the outer package 40 in order, so that the heat of the external environment to which the outer package 40 is directly exposed can be increased. The time to reach the electronic component 10 is delayed. Thereby, the temperature rise of the electronic component 10 is suppressed and the thermal damage of the electronic component 10 is suppressed.

パッケージ構造体100は、室温のような比較的低温の外部環境のほか、比較的高温の外部環境で使用された場合でも、電子部品10の、外部環境の熱によるダメージを抑制することができるように、その外部環境の温度に基づき、設計が行われる。   The package structure 100 can suppress damage of the electronic component 10 due to heat of the external environment even when used in a relatively low temperature external environment such as room temperature or in a relatively high temperature external environment. In addition, the design is performed based on the temperature of the external environment.

例えば、比較的高温の外部環境で使用されるパッケージ構造体100は、次のような構成とすることができる。電子部品10には、例えば、平面サイズが60mm×20mm、厚さが1mmのものを用いる。インナーパッケージ20には、例えば、PPS樹脂等の耐熱性樹脂を用いたもので、平面サイズが80mm×80mm、厚さが10mmのものを用いる。アウターパッケージ40には、例えば、PPS樹脂等の耐熱性樹脂を用いたもので、平面サイズが100mm×100mm、厚さが30mm、肉厚が5mmのものを用いる。このようなサイズのインナーパッケージ20とアウターパッケージ40の間に、砂状のセラミックス等の無機材料を用いた、流動性を示す断熱材30を設ける。   For example, the package structure 100 used in a relatively high temperature external environment can be configured as follows. The electronic component 10 is, for example, one having a planar size of 60 mm × 20 mm and a thickness of 1 mm. The inner package 20 is made of, for example, a heat-resistant resin such as PPS resin, and has a planar size of 80 mm × 80 mm and a thickness of 10 mm. For the outer package 40, for example, a heat-resistant resin such as PPS resin is used, and a planar size is 100 mm × 100 mm, a thickness is 30 mm, and a wall thickness is 5 mm. Between the inner package 20 and the outer package 40 having such a size, a heat insulating material 30 showing fluidity using an inorganic material such as sand-like ceramics is provided.

尚、電子タグは、このような比較的高温の外部環境のほか、比較的高湿度の外部環境、或いは、水中や溶液中、ガス(人体に有毒なガス等)雰囲気中、減圧雰囲気中といった外部環境で使用される場合もある。このような外部環境で使用される電子タグとして上記のようなパッケージ構造体100を採用する場合には、温度のほか、各外部環境の条件に基づき、パッケージ構造体100の設計が行われる。   In addition to such a relatively high temperature external environment, the electronic tag may have a relatively high humidity external environment, or an external environment such as in water or in a solution, in a gas (toxic gas, etc.) atmosphere, or in a decompressed atmosphere. Sometimes used in environments. When the package structure 100 as described above is employed as an electronic tag used in such an external environment, the package structure 100 is designed based on the conditions of each external environment in addition to the temperature.

パッケージ構造体100は、例えば、次のようにして形成することができる。
図4〜図6はパッケージ構造体の形成方法の一例を示す図である。図4〜図6にはパッケージ構造体の各形成工程の要部断面を模式的に図示している。
The package structure 100 can be formed as follows, for example.
4-6 is a figure which shows an example of the formation method of a package structure. 4 to 6 schematically show the cross-section of the main part of each forming step of the package structure.

図4(A)及び図4(B)には、電子部品10をインナーパッケージ20に内蔵する工程を例示している。
インナーパッケージ20は、図4(A)に示すように、電子部品10をその上下から挟む下側インナーパッケージ21(部材)及び上側インナーパッケージ22(部材)を含む。下側インナーパッケージ21は、電子部品10の下部側を収容する凹部21aを有し、上側インナーパッケージ22は、電子部品10の上部側を収容する凹部22aを有している。
4A and 4B illustrate a process of incorporating the electronic component 10 in the inner package 20.
As shown in FIG. 4A, the inner package 20 includes a lower inner package 21 (member) and an upper inner package 22 (member) that sandwich the electronic component 10 from above and below. The lower inner package 21 has a recess 21 a that houses the lower side of the electronic component 10, and the upper inner package 22 has a recess 22 a that houses the upper side of the electronic component 10.

このような下側インナーパッケージ21と上側インナーパッケージ22の間に電子部品10を配置し、図4(B)に示すように、下側インナーパッケージ21と上側インナーパッケージ22を、例えばそれらの四隅をネジ50で固定(ネジ止め)し、一体化する。この場合、下側インナーパッケージ21と上側インナーパッケージ22のネジ止め位置には、ネジ50が螺着可能なネジ孔50aが予め設けられる。尚、下側インナーパッケージ21と上側インナーパッケージ22のネジ止め位置は、電子部品10が配置される領域(凹部21a,22a)よりも外側の端部であれば、上記のような四隅に限定されるものではない。   The electronic component 10 is disposed between the lower inner package 21 and the upper inner package 22 as shown in FIG. 4B, and the lower inner package 21 and the upper inner package 22 are arranged at, for example, the four corners. It is fixed (screwed) with screws 50 and integrated. In this case, a screw hole 50 a into which the screw 50 can be screwed is provided in advance at a screwing position of the lower inner package 21 and the upper inner package 22. In addition, the screwing positions of the lower inner package 21 and the upper inner package 22 are limited to the above four corners as long as they are end portions outside the region where the electronic component 10 is disposed (recesses 21a and 22a). It is not something.

図4(A)及び図4(B)のような工程により、インナーパッケージ20に電子部品10が内蔵された構造体110を得る。
図5(A)及び図5(B)並びに図6(A)〜図6(C)には、断熱材30及び上記構造体110をアウターパッケージ40に内蔵する工程を例示している。
4A and 4B, the structure 110 in which the electronic component 10 is built in the inner package 20 is obtained.
FIGS. 5A and 5B and FIGS. 6A to 6C illustrate a process of incorporating the heat insulating material 30 and the structure 110 into the outer package 40. FIG.

アウターパッケージ40は、図5(A)に示すような下側アウターパッケージ41(部材)、並びに、図6(B)及び図6(C)に示すような上側アウターパッケージ42(部材)を含む。図5(A)に示すように、下側アウターパッケージ41は、構造体110を収容する収容部41a、及び、板状の上側アウターパッケージ42が嵌め合わされる嵌合部41bを有している。   The outer package 40 includes a lower outer package 41 (member) as shown in FIG. 5A and an upper outer package 42 (member) as shown in FIGS. 6B and 6C. As shown in FIG. 5A, the lower outer package 41 has a housing part 41a for housing the structure 110 and a fitting part 41b into which the plate-like upper outer package 42 is fitted.

まず、図5(A)に示すような下側アウターパッケージ41の収容部41aの底部に、図5(B)に示すように、断熱材30の一部を配置する。
次いで、図6(A)に示すように、下側アウターパッケージ41の、断熱材30の一部を配置した収容部41aに、構造体110を配置する。下側アウターパッケージ41の収容部41aは、このように構造体110を配置した時に、その構造体110の周囲に、残りの断熱材30が配置される隙間41cができるような寸法で、予め形成される。
First, as shown in FIG. 5 (B), a part of the heat insulating material 30 is disposed on the bottom of the accommodating portion 41a of the lower outer package 41 as shown in FIG. 5 (A).
Next, as illustrated in FIG. 6A, the structure 110 is disposed in the housing portion 41 a of the lower outer package 41 in which a part of the heat insulating material 30 is disposed. The housing portion 41a of the lower outer package 41 is formed in advance so that when the structure 110 is arranged in this way, a gap 41c in which the remaining heat insulating material 30 is arranged is formed around the structure 110. Is done.

下側アウターパッケージ41の収容部41aに構造体110を配置した後は、図6(B)に示すように、構造体110の周囲の隙間41cに、残りの断熱材30を配置し、構造体110を断熱材30で覆う。   After the structure 110 is disposed in the housing portion 41a of the lower outer package 41, the remaining heat insulating material 30 is disposed in the gap 41c around the structure 110 as shown in FIG. 110 is covered with a heat insulating material 30.

このように構造体110を断熱材30で覆った後、図6(B)及び図6(C)に示すように、下側アウターパッケージ41の嵌合部41bに、上側アウターパッケージ42を嵌め合わせ、下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42を一体化する。下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42を一体化する方法には、例えば、下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42を熱溶着する方法、接着剤等で接着する方法がある。このほか、上記のような熱溶着或いは接着は行わず、下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42の、例えばその嵌め合わせた境界部分を、テープ封止等でシーリングする方法もある。上記のような熱溶着或いは接着した下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42の、例えばその嵌め合わせた境界部分を、テープ封止等でシーリングしてもよい。このように下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42を一体化することで、電子部品10を内蔵するインナーパッケージ20及び断熱材30がアウターパッケージ40によって封止される。   After covering the structure 110 with the heat insulating material 30 as described above, the upper outer package 42 is fitted into the fitting portion 41b of the lower outer package 41 as shown in FIGS. 6 (B) and 6 (C). The lower outer package 41 and the upper outer package 42 are integrated. Examples of a method for integrating the lower outer package 41 and the upper outer package 42 include a method of thermally welding the lower outer package 41 and the upper outer package 42 and a method of bonding with an adhesive or the like. In addition, there is also a method in which, for example, the fitted boundary portion between the lower outer package 41 and the upper outer package 42 is sealed by tape sealing or the like without performing the above-described heat welding or adhesion. For example, a boundary portion of the lower outer package 41 and the upper outer package 42 that have been heat-welded or bonded as described above may be sealed by tape sealing or the like. Thus, by integrating the lower outer package 41 and the upper outer package 42, the inner package 20 and the heat insulating material 30 containing the electronic component 10 are sealed by the outer package 40.

図4〜図6のような工程により、電子部品10をインナーパッケージ20、断熱材30、アウターパッケージ40で順に覆った構造を有するパッケージ構造体100が形成される。   4 to 6, the package structure 100 having a structure in which the electronic component 10 is covered with the inner package 20, the heat insulating material 30, and the outer package 40 in this order is formed.

上記のように、パッケージ構造体100では、直接外部環境に曝されるアウターパッケージ40の内側に、断熱材30を介して、電子部品10を内蔵するインナーパッケージ20が配置される。これにより、外部環境の熱が電子部品10にまで伝わる時間を遅らせ、電子部品10の温度上昇、それによる熱ダメージを抑制することができる。   As described above, in the package structure 100, the inner package 20 containing the electronic component 10 is disposed via the heat insulating material 30 inside the outer package 40 that is directly exposed to the external environment. Thereby, the time which the heat | fever of an external environment is transmitted to the electronic component 10 can be delayed, the temperature rise of the electronic component 10 and the thermal damage by it can be suppressed.

また、アウターパッケージ40の上側と下側の部材を、上記のように熱溶着や接着、或いはテープ封止等の方法で一体化(固着)することで、外部環境の気体や液体の侵入、それによるダメージを抑制することができる。   Further, the upper and lower members of the outer package 40 are integrated (fixed) by a method such as heat welding, bonding, or tape sealing as described above, so that intrusion of gas or liquid in the external environment can be achieved. Damage due to can be suppressed.

更に、インナーパッケージ20の上側と下側の部材を、上記のようにネジ止め固定する構造では、アウターパッケージ40と同様に熱溶着等で固着する場合に比べて、電子部品10の交換作業が容易になり、また、インナーパッケージ20の再利用が容易になる。例えば、一定の期間、一定の外部環境で使用したパッケージ構造体100について、電子部品10の交換を行う際には、まず、アウターパッケージ40の固着された上側と下側の部材が分解された後、電子部品10を内蔵するインナーパッケージ20が取り出される。インナーパッケージ20のネジ止めされた上側と下側の部材は、ネジ50を外すことで容易に分離することができ、電子部品10の交換後は、同じ上側と下側の部材を用い、それらをネジ50で止め、再利用することができる。パッケージ構造体100において、仮に外部環境に直接曝されたアウターパッケージ40が再利用できなかったとしても、インナーパッケージ20は、アウターパッケージ40によって外部環境から保護されているため、このような再利用も可能な場合がある。インナーパッケージ20の上側と下側の部材をネジ止め固定する構造は、インナーパッケージ20の再利用、電子部品10の交換作業の容易化に有効である。   Further, in the structure in which the upper and lower members of the inner package 20 are fixed with screws as described above, the electronic component 10 can be easily replaced as compared with the case where the inner package 20 is fixed by thermal welding or the like, as in the outer package 40. In addition, the inner package 20 can be easily reused. For example, when replacing the electronic component 10 for the package structure 100 used in a certain external environment for a certain period, first, the upper and lower members to which the outer package 40 is fixed are first disassembled. The inner package 20 containing the electronic component 10 is taken out. The screwed upper and lower members of the inner package 20 can be easily separated by removing the screws 50. After replacing the electronic component 10, the same upper and lower members are used. It can be stopped by the screw 50 and reused. Even if the outer package 40 directly exposed to the external environment cannot be reused in the package structure 100, the inner package 20 is protected from the external environment by the outer package 40. It may be possible. The structure in which the upper and lower members of the inner package 20 are fixed with screws is effective for reusing the inner package 20 and facilitating replacement of the electronic component 10.

ところで、パッケージ構造体100を、例えば前述のような比較的高温の外部環境で使用する場合には、その外部環境の熱により、パッケージ構造体100に変形(熱変形)が生じ得る。パッケージ構造体100の熱変形は、内蔵される電子部品10の温度に影響し得る。   By the way, when the package structure 100 is used in a relatively high temperature external environment as described above, for example, the package structure 100 may be deformed (thermal deformation) due to heat of the external environment. The thermal deformation of the package structure 100 can affect the temperature of the electronic component 10 incorporated therein.

ここで、パッケージ構造体100の熱変形を考慮したモデルを用い、熱変形と中心部温度の関係を解析(シミュレーション)した結果の一例について述べる。
図7は第1の実施の形態に係るパッケージ構造体のモデルの説明図、図8は第1の実施の形態に係るモデルの解析結果の一例を示す図である。
Here, an example of the result of analyzing (simulating) the relationship between the thermal deformation and the center temperature using a model that takes into account the thermal deformation of the package structure 100 will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a model of the package structure according to the first embodiment, and FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an analysis result of the model according to the first embodiment.

図7(A)には、外部環境の温度で熱変形しないパッケージ構造体100のモデル101、即ち熱変形を考慮していないモデル101を示している。
図7(B)には、外部環境の温度で熱変形するパッケージ構造体100のモデル102、即ち熱変形を考慮したモデル102を示している。
FIG. 7A shows a model 101 of the package structure 100 that does not undergo thermal deformation at the temperature of the external environment, that is, a model 101 that does not consider thermal deformation.
FIG. 7B shows a model 102 of the package structure 100 that is thermally deformed at the temperature of the external environment, that is, a model 102 that takes thermal deformation into consideration.

パッケージ構造体100では、アウターパッケージ40及びインナーパッケージ20が熱膨張するよりも前に、外部環境からアウターパッケージ40、断熱材30及びインナーパッケージ20を介して伝わった熱によって、電子部品10が熱変形する場合がある。電子部品10に、上記の図3に示したエポキシ樹脂等の樹脂製の基板11が用いられているような場合には、熱による電子部品10の反りやねじれ等の熱変形が生じ得る。   In the package structure 100, before the outer package 40 and the inner package 20 are thermally expanded, the electronic component 10 is thermally deformed by heat transmitted through the outer package 40, the heat insulating material 30 and the inner package 20 from the external environment. There is a case. When the electronic component 10 uses the resin substrate 11 such as the epoxy resin shown in FIG. 3, thermal deformation such as warping or twisting of the electronic component 10 due to heat may occur.

上記の図4〜図6に示すような方法で形成されるパッケージ構造体100では、インナーパッケージ20の下側と上側の部材(下側インナーパッケージ21と上側インナーパッケージ22)が、例えば四隅の位置でネジ止めされ、固定されている。このようなネジ止め固定の場合、電子部品10の熱変形が生じると、その熱変形した電子部品10によって、インナーパッケージ20の、ネジ止め固定位置より内側の中央部が、内から押し広げられて上下に膨らむような変形が生じ得る。   In the package structure 100 formed by the method shown in FIGS. 4 to 6, the lower and upper members (the lower inner package 21 and the upper inner package 22) of the inner package 20 are positioned at, for example, four corners. It is fixed with screws. In the case of such fixing with screws, when the electronic component 10 is thermally deformed, the inner part of the inner package 20 from the screw fixing position is pushed out from the inside by the electronic component 10 that has been thermally deformed. Deformation that swells up and down may occur.

一方、上記の図4〜図6に示すような方法で形成されるパッケージ構造体100のアウターパッケージ40は、インナーパッケージ20の周囲で、下側と上側の部材(下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42)が固着されている。このように固着されたアウターパッケージ40は、電子部品10の熱変形、それによるインナーパッケージ20の変形が生じる場合にも、その変形が抑えられるようになる。   On the other hand, the outer package 40 of the package structure 100 formed by the method shown in FIGS. 4 to 6 is a lower and upper member (a lower outer package 41 and an upper outer package) around the inner package 20. The package 42) is fixed. The outer package 40 fixed in this way can be prevented from being deformed even when the electronic component 10 is thermally deformed and the inner package 20 is deformed thereby.

図7(B)には、アウターパッケージ40が変形しないか或いは殆ど変形せず、熱変形した電子部品10によってインナーパッケージ20がその中央部が膨らむように変形し、その変形に追従するように断熱材30が変形する様子の一例を図示している。   In FIG. 7B, the outer package 40 is not deformed or hardly deformed, and the inner package 20 is deformed so that its central portion is expanded by the thermally deformed electronic component 10, and heat insulation is performed so as to follow the deformation. An example of how the material 30 is deformed is shown.

インナーパッケージ20が、その中央部が膨らむように変形すると、図7(B)に示すように、電子部品10の上下には空間60(例えば空気層)が形成される。インナーパッケージ20の中央部が膨らむような変形には、上記のような電子部品10の熱変形のほか、形成時に下側と上側の部材(下側インナーパッケージ21と上側インナーパッケージ22)の間に入った気体(例えば空気)の熱膨張も寄与し得る。   When the inner package 20 is deformed so that the central portion thereof swells, spaces 60 (for example, air layers) are formed above and below the electronic component 10 as shown in FIG. 7B. In addition to the thermal deformation of the electronic component 10 as described above, the deformation that causes the central portion of the inner package 20 to swell may be performed between the lower and upper members (the lower inner package 21 and the upper inner package 22) during formation. Thermal expansion of the contained gas (eg, air) can also contribute.

パッケージ構造体100の図7(B)のモデル102では、インナーパッケージ20の変形量が比較的大きくなる中心線Cの位置における、アウターパッケージ40の断熱材30側の内面とインナーパッケージ20の断熱材30側の外面との間の距離をLとする。更に、中心線Cの位置におけるインナーパッケージ20の膨らみをGとする。また、中心線C上の点Pの位置をパッケージ構造体100の中心部とし、点Pの温度を中心部温度Tとする。   7B of the package structure 100, the inner surface of the outer package 40 on the heat insulating material 30 side and the heat insulating material of the inner package 20 at the position of the center line C where the deformation amount of the inner package 20 is relatively large. Let L be the distance to the outer surface on the 30 side. Furthermore, let G be the bulge of the inner package 20 at the position of the center line C. Further, the position of the point P on the center line C is defined as the center of the package structure 100, and the temperature of the point P is defined as the center temperature T.

上記のような熱変形を考慮したモデル102を用い、パッケージ構造体100を所定条件の外部環境(温度及び時間)に曝した時の中心部温度Tを解析した結果を図8に示す。ここでは、パッケージ構造体100を、240℃で30分→30℃で30分→180℃で30分→30℃で30分→180℃で30分→30℃で30分、という一連の外部環境に曝す条件を用いている。また、図8には、熱変形を考慮しないモデル101を用い、パッケージ構造体100を同条件の外部環境(温度及び時間)に曝した時の中心部温度Tの解析結果を併せて示している。   FIG. 8 shows the result of analyzing the center temperature T when the package structure 100 is exposed to the external environment (temperature and time) under predetermined conditions using the model 102 in consideration of the thermal deformation as described above. Here, the package structure 100 is a series of external environments of 240 ° C. for 30 minutes → 30 ° C. for 30 minutes → 180 ° C. for 30 minutes → 30 ° C. for 30 minutes → 180 ° C. for 30 minutes → 30 ° C. for 30 minutes. The conditions used for exposure are used. FIG. 8 also shows the analysis result of the central temperature T when the model 101 that does not consider thermal deformation is used and the package structure 100 is exposed to the external environment (temperature and time) under the same conditions. .

まず、図7(A)のモデル101のように、外部環境によって熱変形が生じない、即ち、電子部品10が熱変形せず、インナーパッケージ20の膨らみGが0mmであるとした場合について述べる。尚、電子部品10に対応する部位のインナーパッケージ20の厚さ(電子部品10を挟んだ上下一方側の厚さ)は4.5mmとしている。この場合、パッケージ構造体100は、上記のような一連の外部環境における240℃又は180℃の加熱に伴い、図8のzに示すように中心部温度Tが上昇する。   First, a case where thermal deformation does not occur due to the external environment as in the model 101 of FIG. 7A, that is, the electronic component 10 is not thermally deformed and the bulge G of the inner package 20 is 0 mm will be described. Note that the thickness of the inner package 20 at the portion corresponding to the electronic component 10 (the thickness on the upper and lower sides sandwiching the electronic component 10) is 4.5 mm. In this case, the center temperature T of the package structure 100 increases as indicated by z in FIG.

このモデル101の中心部温度Tを、実際のパッケージ構造体100の中心部温度(実測温度)と比較すると、実測温度よりも低い値を示す傾向がある。そのため、このような熱変形を考慮しないモデル101の解析結果に基づいてパッケージ構造体100の設計を行うと、実際の電子部品10の温度が設計値よりも高くなり、電子部品10に熱ダメージが加わる可能性がある。   When the center temperature T of the model 101 is compared with the center temperature (measured temperature) of the actual package structure 100, the value tends to be lower than the measured temperature. Therefore, when the package structure 100 is designed based on the analysis result of the model 101 that does not consider such thermal deformation, the actual temperature of the electronic component 10 becomes higher than the design value, and the electronic component 10 is thermally damaged. There is a possibility of joining.

モデル101を用いた解析により得られる中心部温度Tと、パッケージ構造体100について得られる実測温度との差は、モデル102に示すような熱変形が影響しているものと考えられる。   The difference between the center temperature T obtained by the analysis using the model 101 and the actually measured temperature obtained for the package structure 100 is considered to be affected by thermal deformation as shown in the model 102.

モデル102を用いた図8のaの例では、アウターパッケージ40とインナーパッケージ20が同じ材料(例えばPPS樹脂)であって、インナーパッケージ20が、その膨らみGが2mmで変形するとして、中心部温度Tの解析を行っている。尚、電子部品10に対応する部位のインナーパッケージ20の厚さ(電子部品10を挟んだ上下一方側の厚さ)は4.5mmとしている。インナーパッケージ20が、その膨らみGが2mmで変形し、その変形によってアウターパッケージ40に近付くとすると(図8のa)、中心部温度Tは、インナーパッケージ20が変形しないとした場合(図8のz)に比べて、高くなる。   In the example of FIG. 8a using the model 102, it is assumed that the outer package 40 and the inner package 20 are made of the same material (for example, PPS resin), and the inner package 20 is deformed when its bulge G is 2 mm. T is analyzed. Note that the thickness of the inner package 20 at the portion corresponding to the electronic component 10 (the thickness on the upper and lower sides sandwiching the electronic component 10) is 4.5 mm. If the inner package 20 is deformed with a bulge G of 2 mm and approaches the outer package 40 due to the deformation (FIG. 8a), the center temperature T is assumed that the inner package 20 is not deformed (FIG. 8). higher than z).

パッケージ構造体100では、アウターパッケージ40とインナーパッケージ20の間の距離Lが電子部品10の温度に影響し、インナーパッケージ20が膨らんでアウターパッケージ40に接近することで、電子部品10の温度上昇が生じる可能性が高くなる。   In the package structure 100, the distance L between the outer package 40 and the inner package 20 affects the temperature of the electronic component 10, and the inner package 20 swells and approaches the outer package 40, thereby increasing the temperature of the electronic component 10. Is more likely to occur.

そこで、以下では、このような電子部品10の温度上昇が抑制可能なパッケージ構造体について、第2〜第4の実施の形態として、詳細に説明する。
まず、第2の実施の形態について説明する。
Therefore, hereinafter, a package structure capable of suppressing such a temperature rise of the electronic component 10 will be described in detail as second to fourth embodiments.
First, a second embodiment will be described.

ここでは、変形するインナーパッケージ20の、アウターパッケージ40への過度な接近を抑制することで、電子部品10の温度上昇を抑制する方法について説明する。
図9及び図10は第2の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図である。図9(A)〜図9(C)には、比較的低温の外部環境に曝された時のパッケージ構造体の断面を模式的に図示し、図10(A)〜図10(C)には、比較的高温の外部環境に曝された時のパッケージ構造体の断面を模式的に図示している。尚、図9及び図10の(A)〜(C)はそれぞれ、上記第1の実施の形態で述べた図1の鎖線S1、一点鎖線S2、二点鎖線S3に沿った各断面位置に対応する断面模式図である。また、ここでの比較的低温の外部環境とは、電子部品に熱変形が生じないような温度環境を言うものとする。また、比較的高温の外部環境とは、電子部品に熱変形が生じるような温度環境を言うものとする。
Here, a method for suppressing the temperature rise of the electronic component 10 by suppressing excessive deformation of the deformed inner package 20 to the outer package 40 will be described.
9 and 10 are views showing an example of the package structure according to the second embodiment. 9A to 9C schematically illustrate a cross section of the package structure when exposed to a relatively low temperature external environment, and FIGS. 10A to 10C illustrate the cross section. FIG. 2 schematically shows a cross section of the package structure when exposed to a relatively high temperature external environment. 9 and 10 correspond to the respective cross-sectional positions along the chain line S1, the alternate long and short dash line S2, and the alternate long and two short dashes line S3 in FIG. 1 described in the first embodiment. It is a cross-sectional schematic diagram to do. In addition, the relatively low temperature external environment here refers to a temperature environment in which the electronic component is not thermally deformed. The relatively high temperature external environment refers to a temperature environment in which thermal deformation occurs in the electronic component.

図9(A)〜図9(C)に示すパッケージ構造体100aは、電子部品10を内蔵するインナーパッケージ20、断熱材30及びアウターパッケージ40を含んでいる。このパッケージ構造体100aは、アウターパッケージ40の内面(断熱材30側の面)であって、電子部品10に対応する部位に、凹部43が設けられている。このような点で、パッケージ構造体100aは、上記第1の実施の形態に係るパッケージ構造体100と相違する。   A package structure 100a shown in FIGS. 9A to 9C includes an inner package 20, in which an electronic component 10 is embedded, a heat insulating material 30, and an outer package 40. The package structure 100 a is provided with a recess 43 in a portion corresponding to the electronic component 10 on the inner surface (the surface on the heat insulating material 30 side) of the outer package 40. In this respect, the package structure 100a is different from the package structure 100 according to the first embodiment.

パッケージ構造体100aは、上記のパッケージ構造体100について図4〜図6を参照して説明したのと同様の手順で、形成することができる。その場合、パッケージ構造体100aでは、アウターパッケージ40の下側と上側の部材(下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42)の内面の、電子部品10の下方及び上方に対応する部位にそれぞれ、凹部43が設けられる。このような凹部43が設けられたアウターパッケージ40が用いられ、上記の図4〜図6の例に従って、パッケージ構造体100aが形成される。   The package structure 100a can be formed by a procedure similar to that described with reference to FIGS. 4 to 6 for the package structure 100 described above. In that case, in the package structure 100a, the recesses are respectively formed on the inner surfaces of the lower and upper members of the outer package 40 (the lower outer package 41 and the upper outer package 42) corresponding to the lower and upper portions of the electronic component 10. 43 is provided. The outer package 40 provided with such a recess 43 is used, and the package structure 100a is formed according to the examples of FIGS.

パッケージ構造体100aのアウターパッケージ40において、凹部43を設けた部位では、その他の部位に比べて、凹部43を設けた分、アウターパッケージ40の肉厚が薄くなる。パッケージ構造体100aでは、このようにアウターパッケージ40の肉厚が薄くなる部位を、電子部品10に対応する部位の領域内に留める。そのため、アウターパッケージ40の肉厚が薄くなる領域の面積が抑えられ、アウターパッケージ40及びこれを用いたパッケージ構造体100aの機械的強度の低下が抑えられる。   In the outer package 40 of the package structure 100a, the thickness of the outer package 40 is reduced at the portion where the concave portion 43 is provided, as compared with the other portions, because the concave portion 43 is provided. In the package structure 100a, the portion where the thickness of the outer package 40 is reduced in this way is kept within the region corresponding to the electronic component 10. Therefore, the area of the region where the thickness of the outer package 40 is reduced is suppressed, and a decrease in mechanical strength of the outer package 40 and the package structure 100a using the outer package 40 is suppressed.

アウターパッケージ40に設ける凹部43の深さDは、パッケージ構造体100aの使用時に電子部品10に生じる熱変形、及び、その熱変形によって生じるインナーパッケージ20の変形に基づいて、設定される。   The depth D of the recess 43 provided in the outer package 40 is set based on thermal deformation that occurs in the electronic component 10 when the package structure 100a is used and deformation of the inner package 20 that occurs due to the thermal deformation.

パッケージ構造体100aが比較的高温の外部環境に曝されると、例えば図10(A)〜図10(C)に示すような電子部品10の熱変形、及び、インナーパッケージ20の変形が生じ得る。例えば、電子部品10の熱変形により、インナーパッケージ20の四隅等をネジ50で固定された下側と上側の部材(下側インナーパッケージ21と上側インナーパッケージ22)が、その中央部が内から押し広げられて膨らむように変形し、空間60が形成される。インナーパッケージ20が膨らむように変形すると、その変形に追従するように流動性の断熱材30が変形する。   When the package structure 100a is exposed to a relatively high temperature external environment, for example, thermal deformation of the electronic component 10 and deformation of the inner package 20 as shown in FIGS. 10A to 10C may occur. . For example, due to thermal deformation of the electronic component 10, the lower and upper members (the lower inner package 21 and the upper inner package 22) whose four corners and the like of the inner package 20 are fixed with screws 50 are pushed from the inside at the center. The space 60 is formed by deforming so as to expand and expand. When the inner package 20 is deformed to swell, the fluid heat insulating material 30 is deformed so as to follow the deformation.

パッケージ構造体100aでは、このように電子部品10の熱変形に起因してインナーパッケージ20が膨らんでも、アウターパッケージ40に凹部43が設けられているため、インナーパッケージ20とアウターパッケージ40の過度な接近が抑制される。即ち、パッケージ構造体100aでは、図9に示したように、アウターパッケージ40に凹部43を設けていることで、電子部品10に対応する部位におけるアウターパッケージ40の内面からインナーパッケージ20の外面までの距離Lが、元々長くなっている。そのため、図10に示したように、電子部品10が熱変形し、インナーパッケージ20が膨らんでも、アウターパッケージ40の内面からインナーパッケージ20の外面の間に、一定の距離L1が確保される。これにより、インナーパッケージ20とアウターパッケージ40の過度な接近が抑制される。   In the package structure 100a, even if the inner package 20 swells due to the thermal deformation of the electronic component 10 as described above, the recess 43 is provided in the outer package 40. Therefore, the inner package 20 and the outer package 40 are excessively approached. Is suppressed. That is, in the package structure 100a, as shown in FIG. 9, by providing the recess 43 in the outer package 40, the inner surface of the outer package 40 at the portion corresponding to the electronic component 10 to the outer surface of the inner package 20 is provided. The distance L is originally longer. Therefore, as shown in FIG. 10, even when the electronic component 10 is thermally deformed and the inner package 20 swells, a certain distance L <b> 1 is ensured between the inner surface of the outer package 40 and the outer surface of the inner package 20. Thereby, the excessive approach of the inner package 20 and the outer package 40 is suppressed.

アウターパッケージ40に設ける凹部43は、このようにインナーパッケージ20が膨らんでも、アウターパッケージ40とインナーパッケージ20の間に一定の距離L1が確保されるように、その深さDが設定される。   The depth D of the recess 43 provided in the outer package 40 is set so that a constant distance L1 is secured between the outer package 40 and the inner package 20 even if the inner package 20 swells in this way.

アウターパッケージ40に凹部43を設けたパッケージ構造体100aについて、上記図8で述べたのと同条件の外部環境(温度及び時間)に曝した時の中心部温度Tを解析した結果を図11に示す。   FIG. 11 shows the result of analyzing the center temperature T when the package structure 100a having the outer package 40 provided with the recess 43 is exposed to the external environment (temperature and time) under the same conditions as described in FIG. Show.

図11には、アウターパッケージ40に深さDが2mmの凹部43を設け(図9)、上記外部環境に曝してインナーパッケージ20に膨らみGが2mmの変形が生じる(図10)とした場合の中心部温度Tの解析結果(図11のb)を示している。   In FIG. 11, a recess 43 having a depth D of 2 mm is provided in the outer package 40 (FIG. 9), and the inner package 20 is swollen to a deformation of 2 mm when exposed to the external environment (FIG. 10). The analysis result (b of FIG. 11) of the center temperature T is shown.

また、図11には、比較のため、アウターパッケージ40に凹部43を設けず、インナーパッケージ20の膨らみGが0mmであるとした場合(図7(A)のモデル101)の中心部温度Tの解析結果(図11のz(図8のzに相当))を併せて示している。更に、図11には、比較のため、アウターパッケージ40に凹部43を設けず、インナーパッケージ20の膨らみGが2mmであるとした場合(図7(B)のモデル102)の中心部温度Tの解析結果(図11のa(図8のaに相当))も併せて示している。   Further, in FIG. 11, for comparison, when the outer package 40 is not provided with the recess 43 and the bulge G of the inner package 20 is 0 mm (model 101 in FIG. 7A), The analysis results (z in FIG. 11 (corresponding to z in FIG. 8)) are also shown. Further, in FIG. 11, for comparison, when the outer package 40 is not provided with the recess 43 and the bulge G of the inner package 20 is 2 mm (model 102 in FIG. 7B), the central temperature T The analysis results (a in FIG. 11 (corresponding to a in FIG. 8)) are also shown.

尚、図11のいずれの場合(図11のa,b,z)も、電子部品10に対応する部位のインナーパッケージ20の厚さ(電子部品10を挟んだ上下一方側の厚さ)は4.5mmとしている。   In any case of FIG. 11 (a, b, z in FIG. 11), the thickness of the inner package 20 at the portion corresponding to the electronic component 10 (the thickness on the upper and lower sides sandwiching the electronic component 10) is 4. .5 mm.

図11より、インナーパッケージ20が膨らむように変形する場合(図11のa,b)、アウターパッケージ40に凹部43を設けると(図11のb)、凹部43を設けないもの(図11のa)に比べて、中心部温度Tが低く抑えられるようになる。アウターパッケージ40に凹部43を設ける場合(図11のb)、中心部温度Tは、インナーパッケージ20に膨らみが生じないとしたもの(図11のz)の中心部温度Tに比較的近付く傾向が認められる。   From FIG. 11, when the inner package 20 is deformed so as to swell (a and b in FIG. 11), when the recess 43 is provided in the outer package 40 (b in FIG. 11), the recess 43 is not provided (a in FIG. 11). ), The center temperature T can be kept low. When the outer package 40 is provided with the recess 43 (b in FIG. 11), the center temperature T tends to be relatively close to the center temperature T of the inner package 20 that does not bulge (z in FIG. 11). Is recognized.

第2の実施の形態に係るパッケージ構造体100aでは、アウターパッケージ40の電子部品10に対応する部位に、使用時のインナーパッケージ20の変形(膨らみ)に基づいて設定される深さDの凹部43を設ける。これにより、インナーパッケージ20が膨らむように変形する場合でも、インナーパッケージ20とアウターパッケージ40の過度な接近が抑制され、電子部品10への熱伝達(アウターパッケージ40から電子部品10までの熱抵抗の低下)が抑制される。その結果、電子部品10の温度上昇、それによる電子部品10の熱ダメージが効果的に抑制され、高性能、高信頼性のパッケージ構造体100aが実現される。   In the package structure 100a according to the second embodiment, the concave portion 43 having a depth D set in a portion corresponding to the electronic component 10 of the outer package 40 based on deformation (swelling) of the inner package 20 during use. Is provided. Thereby, even when the inner package 20 is deformed so as to swell, excessive approach between the inner package 20 and the outer package 40 is suppressed, and heat transfer to the electronic component 10 (heat resistance from the outer package 40 to the electronic component 10 is reduced). Reduction) is suppressed. As a result, the temperature rise of the electronic component 10 and the resulting thermal damage to the electronic component 10 are effectively suppressed, and the high-performance and highly reliable package structure 100a is realized.

次に、第3の実施の形態について説明する。
ここでは、変形するインナーパッケージ20の熱抵抗を増加させることで、電子部品10の温度上昇を抑制する方法について説明する。
Next, a third embodiment will be described.
Here, a method of suppressing the temperature rise of the electronic component 10 by increasing the thermal resistance of the deformed inner package 20 will be described.

図12及び図13は第3の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図である。図12には、比較的低温の外部環境に曝された時のパッケージ構造体の要部断面を模式的に図示し、図13には、比較的高温の外部環境に曝された時のパッケージ構造体の要部断面を模式的に図示している。尚、ここでの比較的低温の外部環境とは、電子部品に熱変形が生じないような温度環境を言うものとし、比較的高温の外部環境とは、電子部品に熱変形が生じるような温度環境を言うものとする。   12 and 13 are views showing an example of a package structure according to the third embodiment. FIG. 12 schematically illustrates a cross-section of the main part of the package structure when exposed to a relatively low temperature external environment, and FIG. 13 illustrates the package structure when exposed to a relatively high temperature external environment. The cross section of the main part of the body is schematically shown. Here, the relatively low temperature external environment refers to a temperature environment in which electronic components do not undergo thermal deformation, and the relatively high temperature external environment refers to a temperature at which electronic components undergo thermal deformation. Say the environment.

図12に示すパッケージ構造体100bは、電子部品10を内蔵するインナーパッケージ20が、複数層(ここでは一例として合計4層)の部材23(23a,23b,23c,23d)を含んでいる。図12には、部材23として、電子部品10の下側に2層の部材23a,23bを有し、電子部品10の上側に2層の部材23c,23dを有するパッケージ構造体100bを例示している。このような複数層の部材23を含むインナーパッケージ20が用いられている点で、パッケージ構造体100bは、上記第1の実施の形態に係るパッケージ構造体100と相違する。   In the package structure 100b shown in FIG. 12, the inner package 20 containing the electronic component 10 includes a plurality of layers 23 (23a, 23b, 23c, and 23d as an example here). FIG. 12 illustrates, as the member 23, a package structure 100b having two layers of members 23a and 23b on the lower side of the electronic component 10 and two layers of members 23c and 23d on the upper side of the electronic component 10. Yes. The package structure 100b is different from the package structure 100 according to the first embodiment in that the inner package 20 including such a multi-layer member 23 is used.

パッケージ構造体100bは、上記のパッケージ構造体100について図4〜図6を参照して説明したのと同様の手順で、形成することができる。その場合、パッケージ構造体100bでは、電子部品10を上下から挟む複数層の部材23、即ちこの例では下側2層、上側2層の計4層の部材23a,23b,23c,23dが準備される。そして、上記の図4の例に従い、下側2層の部材23a,23bと、上側2層の部材23c,23dとの間に、電子部品10が配置され、部材23a,23b,23c,23dがそれらの四隅等をネジ50で固定される。その後は、上記の図5及び図6の例に従い、断熱材30及びアウターパッケージ40が設けられ、パッケージ構造体100bが形成される。   The package structure 100b can be formed in the same procedure as described for the package structure 100 with reference to FIGS. In that case, in the package structure 100b, a plurality of layers of members 23 sandwiching the electronic component 10 from above and below, that is, in this example, a total of four layers of members 23a, 23b, 23c, and 23d of the lower two layers and the upper two layers are prepared. The Then, according to the example of FIG. 4 described above, the electronic component 10 is arranged between the lower two-layer members 23a and 23b and the upper two-layer members 23c and 23d, and the members 23a, 23b, 23c, and 23d are Those four corners are fixed with screws 50. Thereafter, the heat insulating material 30 and the outer package 40 are provided in accordance with the example of FIGS. 5 and 6, and the package structure 100b is formed.

パッケージ構造体100bが比較的高温の外部環境に曝されると、例えば図13に示すように、電子部品10の熱変形、及び、インナーパッケージ20の変形が生じ得る。例えば、パッケージ構造体100bでは、四隅等をネジ50で固定されたインナーパッケージ20に、熱変形する電子部品10によって押される力が働き、電子部品10に直近の部材23a,23c間に空間60(例えば空気層)が形成される。更に、このパッケージ構造体100bでは、部材23a,23b,23c,23dの各層間の気体(例えば空気)が熱膨張し、各層間に空間61(例えば空気層)が形成される。このような電子部品10の熱変形と、部材23a,23b,23c,23dの各層間における空間61,60の形成により、インナーパッケージ20は、その中央部が内から押し広げられて膨らむように変形し得る。このようにインナーパッケージ20が膨らむように変形すると、その変形に追従するように流動性の断熱材30が変形する。   When the package structure 100b is exposed to a relatively high temperature external environment, for example, as shown in FIG. 13, thermal deformation of the electronic component 10 and deformation of the inner package 20 may occur. For example, in the package structure 100b, a force pushed by the electronic component 10 that is thermally deformed acts on the inner package 20 whose four corners and the like are fixed by screws 50, so that the space 60 (between the members 23a and 23c closest to the electronic component 10 is provided. For example, an air layer) is formed. Further, in the package structure 100b, the gas (for example, air) between the layers of the members 23a, 23b, 23c, and 23d is thermally expanded, and a space 61 (for example, an air layer) is formed between the layers. Due to the thermal deformation of the electronic component 10 and the formation of the spaces 61 and 60 between the layers of the members 23a, 23b, 23c, and 23d, the inner package 20 is deformed so that the central portion is expanded from the inside to expand. Can do. When the inner package 20 is deformed so as to swell, the fluid heat insulating material 30 is deformed so as to follow the deformation.

パッケージ構造体100bでは、インナーパッケージ20の部材23a,23b,23c,23dの各層間に空間61,60が形成されることで、インナーパッケージ20の熱抵抗が増加するようになる。このようにインナーパッケージ20の熱抵抗が増加することで、外部環境の熱がアウターパッケージ40から電子部品10にまで伝わる時間を遅らせることが可能になり、電子部品10の温度上昇、それによる電子部品10の熱ダメージを抑制することが可能になる。   In the package structure 100b, the spaces 61 and 60 are formed between the members 23a, 23b, 23c, and 23d of the inner package 20, so that the thermal resistance of the inner package 20 increases. As the thermal resistance of the inner package 20 increases in this way, it is possible to delay the time for heat from the external environment to be transmitted from the outer package 40 to the electronic component 10, thereby increasing the temperature of the electronic component 10, and thereby the electronic component 10 thermal damage can be suppressed.

尚、ここではインナーパッケージ20として、電子部品10の下側に2層、上側に2層の、計4層の部材23(23a,23b,23c,23d)を含むものを例示したが、インナーパッケージ20の層数はこれに限定されるものではない。インナーパッケージ20としては、電子部品10の下側に2層以上の部材23を有し、上側に2層以上の部材23を有するものを用いることができる。この場合、電子部品10の下側と上側に設ける部材23の層数は、必ずしも互いに同数であることを要しない。   Here, as the inner package 20, an example in which the electronic component 10 includes two members 23 (23 a, 23 b, 23 c, 23 d), two layers on the lower side and two layers on the upper side, is illustrated. The number of 20 layers is not limited to this. As the inner package 20, one having two or more layers of members 23 on the lower side of the electronic component 10 and two or more layers of members 23 on the upper side can be used. In this case, the number of layers of the members 23 provided on the lower side and the upper side of the electronic component 10 is not necessarily the same.

また、電子部品10の下側と上側に設ける部材23群の各々の厚さは、必ずしも同じ或いは同等であることを要しない。
電子部品10の上側と下側にそれぞれ複数層の部材23を有するインナーパッケージ20を用いたパッケージ構造体100bについて、上記図8で述べたのと同条件の外部環境(温度及び時間)に曝した時の中心温度Tを解析した結果を図14に示す。
Further, the thickness of each of the group of members 23 provided on the lower side and the upper side of the electronic component 10 does not necessarily need to be the same or equivalent.
The package structure 100b using the inner package 20 having the multi-layer members 23 on the upper side and the lower side of the electronic component 10 was exposed to the external environment (temperature and time) under the same conditions as described in FIG. FIG. 14 shows the result of analyzing the center temperature T at the time.

図14には、インナーパッケージ20が電子部品10の上下にそれぞれ2層の部材23を有し(図12)、上記外部環境に曝してインナーパッケージ20に膨らみGが2mmの変形が生じる(図13)とした場合の中心部温度Tの解析結果(図14のc1)を示している。ここでは、電子部品10に対応する部位の各部材23の厚さを2.25mmとし、各部材23が1mm膨らむものとしている(部材23群の、電子部品10を挟んだ上下一方側の合計の厚さは4.5mm、膨らみGは2mm)。   In FIG. 14, the inner package 20 has two layers of members 23 on the upper and lower sides of the electronic component 10 (FIG. 12), and the inner package 20 swells and deforms by 2 mm when exposed to the external environment (FIG. 13). ) Shows the analysis result (c1 in FIG. 14) of the center temperature T. Here, the thickness of each member 23 corresponding to the electronic component 10 is 2.25 mm, and each member 23 is expanded by 1 mm (the total of the upper and lower sides of the member 23 group across the electronic component 10) Thickness is 4.5mm, bulge G is 2mm).

図14には更に、インナーパッケージ20が電子部品10の上下にそれぞれ3層の部材23を有し、上記外部環境に曝してインナーパッケージ20に膨らみGが2mmの変形が生じるとした場合の中心部温度Tの解析結果(図14のd1)を示している。ここでは、電子部品10に対応する部位の各部材23の厚さを1.5mmとし、各部材23が0.67mm膨らむものとしている(部材23群の、電子部品10を挟んだ上下一方側の合計の厚さは4.5mm、膨らみGは2mm)。   14 further shows that the inner package 20 has three layers of members 23 on the upper and lower sides of the electronic component 10, respectively, and the inner package 20 bulges in the inner package 20 and the center G is deformed by 2 mm. The analysis result of temperature T (d1 of FIG. 14) is shown. Here, the thickness of each member 23 corresponding to the electronic component 10 is set to 1.5 mm, and each member 23 is expanded by 0.67 mm (on the upper and lower sides of the member 23 group across the electronic component 10). The total thickness is 4.5mm and the bulge G is 2mm).

図14には更に、インナーパッケージ20が電子部品10の上下にそれぞれ5層の部材23を有し、上記外部環境に曝してインナーパッケージ20に膨らみGが2mmの変形が生じるとした場合の中心部温度Tの解析結果(図14のe1)を示している。ここでは、電子部品10に対応する部位の各部材23の厚さを0.9mmとし、各部材23が0.4mm膨らむものとしている(部材23群の、電子部品10を挟んだ上下一方側の合計の厚さは4.5mm、膨らみGは2mm)。   14 further shows that the inner package 20 has five layers of members 23 on the upper and lower sides of the electronic component 10, respectively, and the inner package 20 bulges in the inner package 20 and the center G is deformed by 2 mm. The analysis result of temperature T (e1 of FIG. 14) is shown. Here, the thickness of each member 23 corresponding to the electronic component 10 is 0.9 mm, and each member 23 swells 0.4 mm (on the upper and lower sides of the member 23 group across the electronic component 10). The total thickness is 4.5mm and the bulge G is 2mm).

尚、いずれの場合(図14のc1,d1,e1)も、アウターパッケージ40には上記第2の実施の形態で述べたような凹部43は設けていない。
また、図14には、比較のため、上記第1の実施の形態で述べた、アウターパッケージ40に凹部43を設けず、インナーパッケージ20の膨らみGが0mmであるとした場合の中心部温度Tの解析結果(図14のz(図8のzに相当))を併せて示している。更に、図14には、比較のため、上記第1の実施の形態で述べた、アウターパッケージ40に凹部43を設けず、インナーパッケージ20の膨らみGが2mmであるとした場合の中心部温度Tの解析結果(図14のa(図8のaに相当))も併せて示している。尚、いずれの場合(図14のa,z)も、電子部品10に対応する部位のインナーパッケージ20の厚さは4.5mmとしている。
In any case (c1, d1, e1 in FIG. 14), the outer package 40 is not provided with the recess 43 as described in the second embodiment.
For comparison, FIG. 14 shows a center temperature T in the case where the outer package 40 is not provided with the recess 43 and the bulge G of the inner package 20 is 0 mm, as described in the first embodiment. The analysis results (z in FIG. 14 (corresponding to z in FIG. 8)) are also shown. Further, for comparison, FIG. 14 shows a central temperature T in the case where the outer package 40 is not provided with the recess 43 and the bulge G of the inner package 20 is 2 mm, as described in the first embodiment. The analysis results (a in FIG. 14 (corresponding to a in FIG. 8)) are also shown. In any case (a and z in FIG. 14), the thickness of the inner package 20 at the site corresponding to the electronic component 10 is 4.5 mm.

図14より、インナーパッケージ20が膨らむように変形する場合(図14のa,c1,d1,e1)、電子部品10の上側と下側にそれぞれ複数層の部材23を有する構造(図14のc1,d1,e1)とすると、中心部温度Tが低く抑えられるようになる。電子部品10の上側と下側にそれぞれ複数層の部材23を有する構造(図14のc1,d1,e1)を採用した場合、中心部温度Tは、インナーパッケージ20に膨らみが生じないとした場合(図14のz)の中心部温度Tに比較的近付く傾向が認められる。また、電子部品10の上側と下側にそれぞれ複数層の部材23を有する構造(図14のc1,d1,e1)を採用した場合、中心部温度Tは、部材23の層数が増加するのに伴い、低く抑えられる傾向が認められる。   14, when the inner package 20 is deformed so as to swell (a, c1, d1, e1 in FIG. 14), a structure having a plurality of layers of members 23 on the upper side and the lower side of the electronic component 10 (c1 in FIG. 14). , D1, e1), the center temperature T can be kept low. When the structure (c1, d1, e1 in FIG. 14) having a plurality of layers of members 23 on the upper side and the lower side of the electronic component 10 is employed, the center temperature T is assumed that the inner package 20 does not bulge. A tendency to be relatively close to the center temperature T (z in FIG. 14) is recognized. Moreover, when the structure (c1, d1, e1 of FIG. 14) which has the member 23 of the multi-layer each on the upper side and the lower side of the electronic component 10 is employ | adopted, center part temperature T increases the number of layers of the member 23 As a result, a tendency to be kept low is recognized.

第3の実施の形態に係るパッケージ構造体100bでは、電子部品10の上側と下側にそれぞれ複数層の部材23を有するインナーパッケージ20を設ける。パッケージ構造体100bでは、インナーパッケージ20が変形する際、部材23群の各層間に空間61,60が形成され、インナーパッケージ20の熱抵抗が増加する。これにより、外部環境の熱がアウターパッケージ40から電子部品10にまで伝わる時間を遅らせることが可能になる。その結果、電子部品10の温度上昇、それによる電子部品10の熱ダメージが効果的に抑制され、高性能、高信頼性のパッケージ構造体100bが実現される。   In the package structure 100b according to the third embodiment, the inner package 20 having a plurality of layers of members 23 is provided on the upper side and the lower side of the electronic component 10, respectively. In the package structure 100b, when the inner package 20 is deformed, spaces 61 and 60 are formed between the layers of the group of members 23, and the thermal resistance of the inner package 20 increases. Thereby, it is possible to delay the time for heat from the external environment to be transmitted from the outer package 40 to the electronic component 10. As a result, the temperature rise of the electronic component 10 and the resulting thermal damage of the electronic component 10 are effectively suppressed, and a high-performance and highly reliable package structure 100b is realized.

次に、第4の実施の形態について説明する。
ここでは、変形するインナーパッケージ20の熱抵抗を増加させると共に、変形するインナーパッケージ20の、アウターパッケージ40への過度な接近を抑制することで、電子部品10の温度上昇を抑制する方法について説明する。
Next, a fourth embodiment will be described.
Here, a method of suppressing the temperature rise of the electronic component 10 by increasing the thermal resistance of the deformed inner package 20 and suppressing excessive deformation of the deformed inner package 20 to the outer package 40 will be described. .

図15及び図16は第4の実施の形態に係るパッケージ構造体の一例を示す図である。図15には、比較的低温の外部環境に曝された時のパッケージ構造体の要部断面を模式的に図示し、図16には、比較的高温の外部環境に曝された時のパッケージ構造体の要部断面を模式的に図示している。尚、ここでの比較的低温の外部環境とは、電子部品に熱変形が生じないような温度環境を言うものとし、比較的高温の外部環境とは、電子部品に熱変形が生じるような温度環境を言うものとする。   15 and 16 are views showing an example of a package structure according to the fourth embodiment. FIG. 15 schematically illustrates a cross-section of the main part of the package structure when exposed to a relatively low temperature external environment, and FIG. 16 illustrates the package structure when exposed to a relatively high temperature external environment. The cross section of the main part of the body is schematically shown. Here, the relatively low temperature external environment refers to a temperature environment in which electronic components do not undergo thermal deformation, and the relatively high temperature external environment refers to a temperature at which electronic components undergo thermal deformation. Say the environment.

図15に示すパッケージ構造体100cは、アウターパッケージ40の内面(断熱材30側の面)であって、電子部品10に対応する部位に、上記第2の実施の形態で述べたような凹部43が設けられている。このような点で、パッケージ構造体100cは、上記第3の実施の形態に係るパッケージ構造体100bと相違する。   A package structure 100c shown in FIG. 15 is a recess 43 as described in the second embodiment on the inner surface of the outer package 40 (the surface on the heat insulating material 30 side) corresponding to the electronic component 10. Is provided. In this respect, the package structure 100c is different from the package structure 100b according to the third embodiment.

パッケージ構造体100cは、上記の図4〜図6に示したのと同様の手順で、形成することができる。その場合、パッケージ構造体100cでは、インナーパッケージ20として、電子部品10を上下から挟む複数層の部材23、即ちこの例では4層の部材23a,23b,23c,23dが準備される。また、アウターパッケージ40として、下側と上側の部材(下側アウターパッケージ41と上側アウターパッケージ42)の内面の、電子部品10の下方及び上方に対応する部位にそれぞれ、凹部43を設けたものが準備される。このようなインナーパッケージ20及びアウターパッケージ40が用いられ、上記の図4〜図6の例に従って、パッケージ構造体100cが形成される。   The package structure 100c can be formed in the same procedure as shown in FIGS. In that case, in the package structure 100c, as the inner package 20, a plurality of layers of members 23 sandwiching the electronic component 10 from above and below, that is, four layers of members 23a, 23b, 23c, and 23d in this example are prepared. Further, as the outer package 40, there are provided the recesses 43 in the portions corresponding to the lower and upper sides of the electronic component 10 on the inner surfaces of the lower and upper members (the lower outer package 41 and the upper outer package 42), respectively. Be prepared. Such an inner package 20 and an outer package 40 are used, and a package structure 100c is formed according to the example of FIGS.

パッケージ構造体100cが比較的高温の外部環境に曝されると、例えば図16に示すように、電子部品10が熱変形し、また、内部の気体の熱膨張により、インナーパッケージ20の部材23a,23b,23c,23dの各層間に空間61,60が形成される。その際、インナーパッケージ20は、その中央部が内から押し広げられて膨らむように変形し得る。インナーパッケージ20が膨らむように変形する場合でも、このパッケージ構造体100cでは、アウターパッケージ40の電子部品10に対応する部位に凹部43が設けられているため、インナーパッケージ20とアウターパッケージ40の過度な接近が抑制される。   When the package structure 100c is exposed to a relatively high temperature external environment, for example, as shown in FIG. 16, the electronic component 10 is thermally deformed, and due to thermal expansion of the internal gas, members 23a, Spaces 61 and 60 are formed between the respective layers 23b, 23c, and 23d. At that time, the inner package 20 can be deformed so that the central portion is pushed and expanded from the inside. Even in the case where the inner package 20 is deformed so as to swell, the package structure 100c is provided with the concave portion 43 in a portion corresponding to the electronic component 10 of the outer package 40. Approach is suppressed.

パッケージ構造体100cについて、上記図8で述べたのと同条件の外部環境(温度及び時間)に曝した時の中心温度Tを解析した結果を図17に示す。
図17には、インナーパッケージ20が電子部品10の上下にそれぞれ2層の部材23を有し(図15)、上記外部環境に曝してインナーパッケージ20に膨らみGが2mmの変形が生じる(図16)とした場合の中心部温度Tの解析結果(図17のc2)を示している。ここでは、電子部品10に対応する部位の各部材23の厚さを2.25mmとし、各部材23が1mm膨らむものとしている。
FIG. 17 shows the result of analyzing the center temperature T when the package structure 100c is exposed to the external environment (temperature and time) under the same conditions as described in FIG.
In FIG. 17, the inner package 20 has two layers of members 23 on the upper and lower sides of the electronic component 10 (FIG. 15), and the inner package 20 swells and deforms by 2 mm when exposed to the external environment (FIG. 16). ) Shows the analysis result (c2 in FIG. 17) of the center temperature T. Here, it is assumed that the thickness of each member 23 corresponding to the electronic component 10 is 2.25 mm, and each member 23 expands by 1 mm.

図17には更に、インナーパッケージ20が電子部品10の上下にそれぞれ3層の部材23を有し、上記外部環境に曝してインナーパッケージ20に膨らみGが2mmの変形が生じるとした場合の中心部温度Tの解析結果(図17のd2)を示している。ここでは、電子部品10に対応する部位の各部材23の厚さを1.5mmとし、各部材23が0.67mm膨らむものとしている。   Further, in FIG. 17, the inner package 20 has three layers of members 23 on the upper and lower sides of the electronic component 10, respectively, and the central portion in the case where the inner package 20 bulges to the inner package 20 and a deformation of 2 mm occurs. The analysis result (d2 of FIG. 17) of the temperature T is shown. Here, it is assumed that the thickness of each member 23 corresponding to the electronic component 10 is 1.5 mm, and each member 23 swells 0.67 mm.

図17には更に、インナーパッケージ20が電子部品10の上下にそれぞれ5層の部材23を有し、上記外部環境に曝してインナーパッケージ20に膨らみGが2mmの変形が生じるとした場合の中心部温度Tの解析結果(図17のe2)を示している。ここでは、電子部品10に対応する部位の各部材23の厚さを0.9mmとし、各部材23が0.4mm膨らむものとしている。   Further, in FIG. 17, the inner package 20 has five layers of members 23 on the upper and lower sides of the electronic component 10, respectively, and the central portion in the case where the inner package 20 bulges and the deformation of 2 mm occurs when exposed to the external environment. The analysis result of temperature T (e2 of FIG. 17) is shown. Here, it is assumed that the thickness of each member 23 corresponding to the electronic component 10 is 0.9 mm, and each member 23 expands 0.4 mm.

尚、いずれの場合(図17のc2,d2,e2)も、アウターパッケージ40には、インナーパッケージ20の2mmの膨らみGに基づき、深さDが2mmの凹部43を設けている。   In any case (c2, d2, e2 in FIG. 17), the outer package 40 is provided with a recess 43 having a depth D of 2 mm based on the 2 mm bulge G of the inner package 20.

また、図17には、比較のため、上記第2の実施の形態で述べた、アウターパッケージ40に凹部43を設けず、インナーパッケージ20の膨らみGが0mmであるとした場合の中心部温度Tの解析結果(図17のz(図11のzに相当))を併せて示している。更に、図17には、比較のため、上記第2の実施の形態で述べた、アウターパッケージ40に深さDが2mmの凹部43を設け、インナーパッケージ20の膨らみGが2mmであるとした場合の中心部温度Tの解析結果(図17のb(図11のbに相当))も併せて示している。尚、いずれの場合(図17のb,z)も、電子部品10に対応する部位のインナーパッケージ20の厚さは4.5mmとしている。   For comparison, FIG. 17 shows a central temperature T when the outer package 40 is not provided with the recess 43 and the bulge G of the inner package 20 is 0 mm, as described in the second embodiment. The analysis results (z in FIG. 17 (corresponding to z in FIG. 11)) are also shown. Further, for comparison, FIG. 17 shows a case where the outer package 40 is provided with the recess 43 having a depth D of 2 mm and the bulge G of the inner package 20 is 2 mm, as described in the second embodiment. The analysis result of the central temperature T (b in FIG. 17 (corresponding to b in FIG. 11)) is also shown. In any case (b and z in FIG. 17), the thickness of the inner package 20 at the site corresponding to the electronic component 10 is 4.5 mm.

図17(図17のb,c2,d2,e2)より、アウターパッケージ40が凹部43を有し、インナーパッケージ20が複数層の部材23を有する構造(図17のc2,d2,e2)とすると、中心部温度Tが低く抑えられるようになる。複数層の部材23を有する構造を採用した場合(図17のc2,d2,e2)、採用しない場合(図17のb)に比べて、中心部温度Tは、インナーパッケージ20に膨らみが生じないとした場合(図17のz)の中心部温度Tに比較的近付く傾向が認められる。また、複数層の部材23を有する構造を採用した場合(図17のc2,d2,e2)、中心部温度Tは、部材23の層数が増加するのに伴い、低く抑えられる傾向が認められる。   17 (b, c2, d2, e2 in FIG. 17), when the outer package 40 has a recess 43 and the inner package 20 has a multi-layer member 23 (c2, d2, e2 in FIG. 17). The center temperature T can be kept low. When the structure having the multi-layer member 23 is adopted (c2, d2, e2 in FIG. 17), the center temperature T does not bulge in the inner package 20 as compared with the case where the structure is not adopted (b in FIG. 17). In this case (see z in FIG. 17), a tendency to be relatively close to the center temperature T is recognized. Moreover, when the structure which has the member 23 of multiple layers is employ | adopted (c2, d2, e2 of FIG. 17), the center part temperature T tends to be restrained low as the number of layers of the member 23 increases. .

パッケージ構造体100cでは、空間61,60によるインナーパッケージ20の熱抵抗の増加と、凹部43によるアウターパッケージ40とインナーパッケージ20の過度な接近の抑制により、電子部品10への熱伝達が抑制される。それにより、電子部品10の温度上昇、それによる電子部品10の熱ダメージを抑制することが可能になる。   In the package structure 100c, heat transfer to the electronic component 10 is suppressed due to an increase in the thermal resistance of the inner package 20 due to the spaces 61 and 60 and suppression of excessive proximity between the outer package 40 and the inner package 20 due to the recesses 43. . Thereby, the temperature rise of the electronic component 10 and the thermal damage of the electronic component 10 caused thereby can be suppressed.

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 電子部品と、
前記電子部品を覆う第1パッケージと、
前記第1パッケージを覆う第2パッケージと、
前記第1パッケージと前記第2パッケージの間に設けられた断熱材と
を含み、
前記第2パッケージは、前記断熱材と対向する内面であって、前記電子部品に対応する部位に、凹部を有することを特徴とするパッケージ構造体。
Regarding the embodiment described above, the following additional notes are further disclosed.
(Appendix 1) Electronic components,
A first package covering the electronic component;
A second package covering the first package;
A heat insulating material provided between the first package and the second package;
The package structure according to claim 1, wherein the second package has an inner surface facing the heat insulating material and has a recess in a portion corresponding to the electronic component.

(付記2) 前記第1パッケージは、
前記電子部品を挟んで一方側に設けられる第1部材と、
前記電子部品を挟んで他方側に設けられる第2部材と
を含み、
前記第1部材と前記第2部材とは、ネジ止め固定されていることを特徴とする付記1に記載のパッケージ構造体。
(Appendix 2) The first package is:
A first member provided on one side across the electronic component;
A second member provided on the other side across the electronic component,
The package structure according to appendix 1, wherein the first member and the second member are fixed with screws.

(付記3) 加熱された時の前記第1パッケージの前記第2パッケージ側への変形量に基づいて、前記凹部の深さが設定されることを特徴とする付記1又は2に記載のパッケージ構造体。   (Supplementary note 3) The package structure according to Supplementary note 1 or 2, wherein a depth of the concave portion is set based on a deformation amount of the first package to the second package side when heated. body.

(付記4) 電子部品と、
前記電子部品を覆う第1パッケージと、
前記第1パッケージを覆う第2パッケージと、
前記第1パッケージと前記第2パッケージの間に設けられた断熱材と
を含み、
前記第1パッケージは、前記電子部品を挟んで一方側及び他方側にそれぞれ複数層の部材を有することを特徴とするパッケージ構造体。
(Appendix 4) Electronic components,
A first package covering the electronic component;
A second package covering the first package;
A heat insulating material provided between the first package and the second package;
The package structure according to claim 1, wherein the first package includes a plurality of layers on one side and the other side of the electronic component.

(付記5) 前記第2パッケージは、前記断熱材と対向する内面であって、前記電子部品に対応する部位に、凹部を有することを特徴とする付記4に記載のパッケージ構造体。
(付記6) 前記電子部品を挟んで一方側の前記複数層の部材と、前記電子部品を挟んで他方側の前記複数層の部材とは、ネジ止め固定されていることを特徴とする付記4又は5に記載のパッケージ構造体。
(Additional remark 5) The said 2nd package is an inner surface facing the said heat insulating material, Comprising: The package structure of Additional remark 4 characterized by having a recessed part in the site | part corresponding to the said electronic component.
(Appendix 6) The member of the plurality of layers on one side across the electronic component and the member of the plurality of layers on the other side sandwiching the electronic component are fixed by screws. Or the package structure of 5.

(付記7) 前記複数層の部材の間に気体が含まれていることを特徴とする付記4乃至6のいずれかに記載のパッケージ構造体。
(付記8) 加熱された時の前記気体の熱膨張により、前記複数層の部材の間に空間が形成されることを特徴とする付記7に記載のパッケージ構造体。
(Supplementary note 7) The package structure according to any one of supplementary notes 4 to 6, wherein gas is contained between the members of the plurality of layers.
(Supplementary note 8) The package structure according to supplementary note 7, wherein a space is formed between the members of the plurality of layers by thermal expansion of the gas when heated.

(付記9) 前記第2パッケージは、
前記第1パッケージを収容する第3部材と、
前記第3部材に嵌合される第4部材と
を含み、
前記第1パッケージは、前記第3部材と、前記第3部材に嵌合された前記第4部材とによって封止されていることを特徴とする付記1乃至8のいずれかに記載のパッケージ構造体。
(Supplementary Note 9) The second package is:
A third member for accommodating the first package;
A fourth member fitted to the third member;
The package structure according to any one of appendices 1 to 8, wherein the first package is sealed by the third member and the fourth member fitted to the third member. .

(付記10) 前記電子部品は、
基板と、
前記基板上に設けられたアンテナと、
前記基板上に設けられ、前記アンテナに電気的に接続された半導体素子と
を含むことを特徴とする付記1乃至9のいずれかに記載のパッケージ構造体。
(Supplementary Note 10) The electronic component is
A substrate,
An antenna provided on the substrate;
A package structure according to any one of appendices 1 to 9, further comprising: a semiconductor element provided on the substrate and electrically connected to the antenna.

(付記11) 前記断熱材は、流動性を有することを特徴とする付記1乃至10のいずれかに記載のパッケージ構造体。   (Additional remark 11) The said heat insulating material has fluidity | liquidity, The package structure in any one of Additional remark 1 thru | or 10 characterized by the above-mentioned.

10 電子部品
11 基板
12 アンテナ
13 制御ICチップ
14 メモリチップ
20 インナーパッケージ
21 下側インナーパッケージ
22 上側インナーパッケージ
21a,22a,43 凹部
23,23a,23b,23c,23d 部材
30 断熱材
40 アウターパッケージ
41 下側アウターパッケージ
41a 収容部
41b 嵌合部
41c 隙間
42 上側アウターパッケージ
50 ネジ
50a ネジ孔
60,61 空間
100,100a,100b,100c パッケージ構造体
101,102 モデル
110 構造体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic component 11 Board | substrate 12 Antenna 13 Control IC chip 14 Memory chip 20 Inner package 21 Lower inner package 22 Upper inner package 21a, 22a, 43 Recess 23, 23a, 23b, 23c, 23d Member 30 Heat insulating material 40 Outer package 41 Below Side outer package 41a Housing portion 41b Fitting portion 41c Clearance 42 Upper outer package 50 Screw 50a Screw hole 60, 61 Space 100, 100a, 100b, 100c Package structure 101, 102 Model 110 structure

Claims (6)

電子部品と、
前記電子部品を覆う第1パッケージと、
前記第1パッケージを覆う第2パッケージと、
前記第1パッケージと前記第2パッケージの間に設けられた断熱材と
を含み、
前記第2パッケージは、前記断熱材と対向する内面の一部であって、前記電子部品に対応する部位の、前記部位の領域内に、凹部を有することを特徴とするパッケージ構造体。
Electronic components,
A first package covering the electronic component;
A second package covering the first package;
A heat insulating material provided between the first package and the second package;
The package structure according to claim 1, wherein the second package is a part of an inner surface facing the heat insulating material and has a recess in a region corresponding to the electronic component in the region .
前記第1パッケージは、
前記電子部品を挟んで一方側に設けられる第1部材と、
前記電子部品を挟んで他方側に設けられる第2部材と
を含み、
前記第1部材と前記第2部材とは、ネジ止め固定されていることを特徴とする請求項1に記載のパッケージ構造体。
The first package is:
A first member provided on one side across the electronic component;
A second member provided on the other side across the electronic component,
The package structure according to claim 1, wherein the first member and the second member are fixed with screws.
電子部品と、
前記電子部品を覆う第1パッケージと、
前記第1パッケージを覆う第2パッケージと、
前記第1パッケージと前記第2パッケージの間に設けられた断熱材と
を含み、
前記第1パッケージは、前記電子部品を挟んで一方側及び他方側にそれぞれ、熱によって層間に空間が形成される複数層の部材を有することを特徴とするパッケージ構造体。
Electronic components,
A first package covering the electronic component;
A second package covering the first package;
A heat insulating material provided between the first package and the second package;
The package structure according to claim 1, wherein the first package includes a plurality of members each having a space formed between layers by heat on one side and the other side of the electronic component.
前記第2パッケージは、前記断熱材と対向する内面であって、前記電子部品に対応する部位に、凹部を有することを特徴とする請求項3に記載のパッケージ構造体。   4. The package structure according to claim 3, wherein the second package has an inner surface facing the heat insulating material and has a recess in a portion corresponding to the electronic component. 前記電子部品を挟んで一方側の前記複数層の部材と、前記電子部品を挟んで他方側の前記複数層の部材とは、ネジ止め固定されていることを特徴とする請求項3又は4に記載のパッケージ構造体。   The member of the plurality of layers on one side with the electronic component interposed therebetween and the member of the plurality of layers on the other side sandwiching the electronic component are fixed with screws. Package structure as described. 前記第2パッケージは、
前記第1パッケージを収容する第3部材と、
前記第3部材に嵌合される第4部材と
を含み、
前記第1パッケージは、前記第3部材と、前記第3部材に嵌合された前記第4部材とによって封止されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のパッケージ構造体。

The second package is:
A third member for accommodating the first package;
A fourth member fitted to the third member;
The package structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the first package is sealed by the third member and the fourth member fitted to the third member. body.

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