JP6398804B2

JP6398804B2 - 電子装置

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Publication number: JP6398804B2
Application number: JP2015047137A
Authority: JP
Inventors: 諭高田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2035-03-10
Also published as: JP2016167549A

Description

本発明は、第１電子部品と第２電子部品とが配線で接続された電子装置に関する。

従来より、水を電気分解するように構成された電気分解装置が、例えば特許文献１で提案されている。この電気分解装置は、電解槽、陽極、及び陰極を有している。そして、水が電解槽に充填されると共に、陽極及び陰極が水に浸されている。そして、陽極と陰極とに電流を通電することで水を電気分解することができるようになっている。

特開平１１−７７０４９号公報

ここで、上述の電気分解は、電子装置に設けられた配線に水滴が付着することでも発生する。具体的には、電位差が設けられた２つの配線に電子装置の外部から侵入したイオンを含んだ水滴が２つの配線の両方にわたって付着することで水滴の電気分解が発生する。しかしながら、この電気分解の発生により、陽極側の配線の金属が水滴に溶け出してしまう。このため、電気分解が進むことで陽極側の配線が断線してしまう可能性がある。

本発明は上記点に鑑み、電位差が設けられた２つの配線に水滴が付着した際の陽極側の配線の断線を抑制することができる電子装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１電子部品（２０）と、第２電子部品（３０、６０〜６２）と、第１電子部品（２０）と第２電子部品（３０、６０〜６２）とを電気的に接続する第１配線（４０）と、第１電子部品（２０）と第２電子部品（３０、６０〜６２）とを電気的に接続すると共に、第１配線（４０）から離間して配置された第２配線（４１）と、を備えている。

また、第１配線（４０）と第２配線（４１）とに挟まれるように配置されると共に、第１配線（４０）及び第２配線（４１）から離間して配置されたダミー配線（４２）を備えている。

そして、第１電子部品（２０）は、第１配線（４０）に第１電圧を印加し、第２配線（４１）に第１電圧よりも低い第２電圧を印加し、ダミー配線（４２）に第２電圧よりも高い第３電圧を印加する。

さらに、ダミー配線（４２）は、水滴（５０）が当該ダミー配線（４２）、第１配線（４０）、及び第２配線（４１）の全てにわたって付着したときに、第２配線（４１）との間で水滴（５０）を電気分解するようになっており、ダミー配線（４２）は、第１配線（４０）よりも第２配線（４１）に近い位置に配置されていることを特徴とする。

これによると、ダミー配線（４２）が第１配線（４０）よりも第２配線（４１）側に設けられているので、第１配線（４０）よりも第２配線（４１）に近いダミー配線（４２）に積極的に水滴（５０）の電気分解を起こさせることができる。このため、第１配線（４０）はダミー配線（４２）よりも酸化しにくくなる。したがって、電位差が設けられた第１配線（４０）及び第２配線（４１）に水滴（５０）が付着した際の陽極側の第１配線（４０）の断線を抑制することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る電子装置の平面図である。電子装置の各配線に水滴が付着した様子を示した平面図である。本発明の第３実施形態に係る電子装置の平面図である。本発明の第４実施形態に係る電子装置の平面図である。本発明の第５実施形態に係る電子装置の平面図である。本発明の第６実施形態に係る電子装置の平面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る電子装置は、２つの回路チップが複数のボンディングワイヤで接続された構成になっている。したがって、図１に示されるように、電子装置１０は、第１回路チップ２０、第２回路チップ３０、第１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２を備えて構成されている。

第１回路チップ２０は、半導体基板を元にして例えばセンサチップとして構成されている。図示しないが、第１回路チップ２０はセンシング部を有しており、例えば圧力、トルク、温度、加速度、光等の物理量を検出するように構成されている。第１回路チップ２０は、第２回路チップ３０の一面３１に接着剤等で固定されている。

また、第１回路チップ２０は、第２回路チップ３０との間で信号のやりとりを行うための複数のパッド２１〜２３を有している。各パッド２１〜２３は、第１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２に対応して設けられている。各パッド２１〜２３は例えばＡｕを材料として形成されている。

第２回路チップ３０は、半導体基板を元にして例えば信号処理回路チップとして構成されている。第２回路チップ３０は、第１回路チップ２０との間で信号のやりとりを行う機能や、第１回路チップ２０から取得した信号を演算・増幅処理して外部へ出力する等の機能を有する制御回路部等が半導体プロセスによって形成されたものである。

本実施形態では、第２回路チップ３０の一面３１は第１回路チップ２０の平面サイズよりも大きいサイズで形成されている。さらに、第２回路チップ３０は、第１回路チップ２０との間で信号のやりとりを行うための複数のパッド３２〜３４を有している。各パッド３２〜３４は、第１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２に対応して設けられている。各パッド３２〜３４は上記と同様にＡｕを材料として形成されている。

なお、第２回路チップ３０は、図示しない配線手段によって電子装置１０の外部の装置と電気的に接続されている。

第１配線４０及び第２配線４１は、第１回路チップ２０と第２回路チップ３０とを電気的に接続する配線部品である。第１配線４０及び第２配線４１は、いわゆるボンディングワイヤである。第１配線４０及び第２配線４１として、例えばＣｕを材料としたボンディングワイヤが採用される。

第１配線４０は、一端が第１回路チップ２０のパッド２１に接合され、他端が第２回路チップ３０のパッド３２に接合されている。さらに、第１配線４０は、第１回路チップ２０によって第１電圧が印加される。なお、これは第２回路チップ３０によって第１配線４０に第１電圧が印加されるとも言える。

第２配線４１は、第１配線４０から離間して配置されている。図１に示されるように、第２配線４１は、第１配線４０の延設方向に垂直な方向に離間して配置されている。そして、第２配線４１は、一端が第１回路チップ２０のパッド２２に接合され、他端が第２回路チップ３０のパッド３３に接合されている。さらに、第２配線４１は、第１回路チップ２０によって第２電圧が印加される。なお、これは第２回路チップ３０によって第２配線４１に第２電圧が印加されるとも言える。

ここで、第１電圧は陽極（＋）としての電圧であり、第２電圧は陰極（−）としての電圧である。すなわち、第１配線４０と第２配線４１との間には電位差が設けられている。第１配線４０は、例えば信号出力用や電源用として用いられる。第２配線４１は、例えば信号出力用やグランド用として用いられる。

ダミー配線４２は、第１配線４０と第２配線４１とに挟まれるように配置されると共に、第１配線４０及び第２配線４１から離間して配置されている。ダミー配線４２は、第１配線４０及び第２配線４１と同様にいわゆるボンディングワイヤである。第２回路チップ３０の一面３１の面方向において、ダミー配線４２は第１配線４０及び第２配線４１の延設方向に沿って設けられている。すなわち、１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２は、第２回路チップ３０の一面３１の面方向において、当該延設方向に垂直な方向に並べられている。ダミー配線４２は、一端が第１回路チップ２０のパッド２３に接合され、他端が第２回路チップ３０のパッド３４に接合されている。

ダミー配線４２は信号をやりとりする役割は無いが、他端がどこにも接合されていないと第１配線４０や第２配線４１に接触してしまう可能性がある。このため、本実施形態では、ダミー配線４２の他端はパッド３４に固定されている。

ダミー配線４２として、例えばＡｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ等を材料としたボンディングワイヤが採用される。すなわち、ダミー配線４２は、第１配線４０及び第２配線４１よりもイオン化傾向が高い材質で構成されている。言い換えると、ダミー配線４２は第１配線４０及び第２配線４１よりも酸化しやすい材質で構成されている。

また、ダミー配線４２は、第１回路チップ２０によって第２電圧よりも高い第３電圧が印加される。なお、これは第２回路チップ３０によってダミー配線４２に第３電圧が印加されるとも言える。本実施形態では、第３電圧は第１電圧と同じ大きさに設定されている。

以上が、本実施形態に係る電子装置１０の全体構成である。上記の構成は、例えば図示しないケースに収容されることで外部から保護されている。

次に、上記の電子装置１０において、ダミー配線４２が設けられたことによる効果について説明する。通常、電子装置１０の内部には水滴が侵入しないが、電子装置１０が使用される環境によっては電子装置１０の内部に水滴が侵入したり水分が発生したりする。これにより、図２に示されるように、水滴５０が第１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２の全てにわたって付着する。

なお、水滴５０は抵抗が高いと共に各配線４０〜４１の電位差が互いに小さいので、第１配線４０と第２配線４１とがショートを起こすまでには至らない。また、水滴５０は雨水や水道水等のように純水では無い水のことを指す。

このとき、第１配線４０に第１電圧が印加され、第２配線４１に第２電圧が印加され、ダミー配線４２に第３電圧が印加されていると、水滴５０の電気分解が発生する。すなわち、ダミー配線４２は、第２配線４１との間で水滴５０を電気分解する。ここで、ダミー配線４２は第１配線４０よりも第２配線４１側に位置しているので、電気分解は第１配線４０よりもダミー配線４２に発生しやすくなっている。

ダミー配線４２がＡｌで形成されているとすると、陽極としてのダミー配線４２と陰極としての第２配線４１では以下のような反応が起こる。

陽極（ダミー配線）：２Ａｌ＋６Ｈ₂Ｏ→２Ａｌ（ＯＨ）₃↓＋６Ｈ⁺＋６ｅ^-
陰極（第２配線）：６Ｈ⁺＋６ｅ^-→３Ｈ₂↑
全体：２Ａｌ＋６Ｈ₂Ｏ→２Ａｌ（ＯＨ）₃↓＋３Ｈ₂↑
これによると、陽極としてのダミー配線４２からはＡｌが溶け出す一方、陰極としての第２配線４１からは水素が発生する。すなわち、第１配線４０よりも第２配線４１に近いダミー配線４２が積極的に水滴５０の電気分解を発生させる。第１配線４０の材質としては電気分解しにくいＣｕが採用されているとはいえ、第１配線４０はダミー配線４２よりも第２配線４１から遠いため、第２配線４１との間で電気分解は発生しにくくなっている。

以上のように、ダミー配線４２と第２配線４１との間で積極的に電気分解が発生するので、第１配線４０から当該第１配線４０の材料が水滴５０に溶け出してしまうことを抑制することができる。したがって、第１配線４０の断線を抑制することができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１回路チップ２０が特許請求の範囲の「第１電子部品」に対応し、第２回路チップ３０が特許請求の範囲の「第２電子部品」に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、第１回路チップ２０は、第１配線４０に印加する第１電圧よりも高い電圧を第３電圧としてダミー配線４２に印加する。これにより、ダミー配線４２が第２配線４１との間で電気分解が起こりやすくなるので、第１配線４０よりも先にダミー配線４２を酸化させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図３に示されるように、本実施形態では、ダミー配線４２は、第１配線４０よりも第２配線４１に近い位置に配置されている。これにより、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の構成を第２実施形態に適用することでダミー配線４２の効果を高めることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。図４に示されるように、本実施形態では、第１回路チップ２０は、検出部２４及び報知部２５を有している。

検出部２４は、ダミー配線４２に電気分解が発生するとダミー配線４２に電流が流れるので当該電流を検出する回路部である。検出部２４は当該電流を検出した際にその旨を報知部２５に出力する。また、報知部２５は、検出部２４から電流を検出した旨を受け取った際に電子装置１０の外部に対してアラームを出力する回路部である。

このような構成によると、検出部２４によって電流が検出された際に当該検出を第２回路チップ３０が受け取り、第２回路チップ３０が外部に報知することができる。すなわち、電子装置１０の外部に水滴５０の存在を報知することができる。これにより、水滴５０の除去等の対応が可能となる。

なお、第２回路チップ３０が検出部２４及び報知部２５を有していても良い。この場合、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第２回路チップ３０が特許請求の範囲の「第１電子部品」に対応し、第１回路チップ２０が特許請求の範囲の「第２電子部品」に対応する。

（第５実施形態）
本実施形態では、第１〜第４実施形態と異なる部分について説明する。図５に示されるように、第１回路チップ２０と第２回路チップ３０は並べられて配置されている。この場合、第１回路チップ２０及び第２回路チップ３０は図示しないプリント基板等に実装されている。

具体的には、第２回路チップ３０は、第１回路チップ２０から所定の距離だけ離間して配置されている。すなわち、四角形の板状に構成された第１回路チップ２０の一側面と四角形の板状に構成された第２回路チップ３０の一側面とが対向するように、各回路チップ２０、３０が配置されている。以上のような構成でも良い。

なお、各回路チップ２０、３０は、センサチップと信号処理回路チップという関係に限られず、各回路チップ２０、３０とも信号処理回路チップとして構成されていても良いし、各回路チップ２０、３０ともセンサチップとして構成されていても良い。

（第６実施形態）
本実施形態では、第１〜第５実施形態と異なる部分について説明する。図６に示されるように、電子装置１０は第１回路チップ２０及び複数のリード６０〜６２を備えて構成されている。図示しないが、第１回路チップ２０及び各リード６０〜６２は、ケースに収容されていたり、プリント基板に実装されている。

各リード６０、６１は短冊状に形成されていると共に、外部コネクタ等に接続される部品である。リード６２は、２本のリード６０、６１の間にリード６０、６１から離間して配置されている。リード６２は外部コネクタ等に接続される部分ではないため、２本のリード６０、６１よりも短く形成されている。リード６２はいわゆるダミーのパッドとしての役割を果たすものである。

第１配線４０は、一端が第１回路チップ２０のパッド２１に接合され、他端がリード６０に接合されている。第２配線４１は、一端が第１回路チップ２０のパッド２２に接合され、他端がリード６１に接合されている。さらに、ダミー配線４２は、一端が第１回路チップ２０のパッド２３に接合され、他端がリード６２に接合されている。

第１回路チップ２０は上述のようにセンサチップとして構成されていても良いし、信号の処理を行う回路チップとして構成されていても良い。そして、第１回路チップ２０は、第１配線４０に第１電圧を印加し、第２配線４１に第１電圧よりも低い第２電圧を印加し、ダミー配線４２に第２電圧よりも高い第３電圧を印加する。

上記の構成により、水滴５０が第１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２の全てにわたって付着したとき、ダミー配線４２が第２配線４１との間で水滴５０を電気分解する。したがって、第１配線４０の断線を抑制することができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１回路チップ２０が特許請求の範囲の「第１電子部品」に対応し、リード６０〜６２が特許請求の範囲の「第２電子部品」に対応する。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電子装置１０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、電子装置１０は、第１回路チップ２０、第２回路チップ３０、及び複数のリード６０〜６２を備え、各回路チップ２０、３０が各配線４０〜４２で接続され、第２回路チップ３０とリードとが別の各配線４０〜４２で接続されていても良い。

この場合、第１回路チップ２０と第２回路チップ３０との関係では、第１回路チップ２０が特許請求の範囲の「第１電子部品」に対応し、第２回路チップ３０が特許請求の範囲の「第２電子部品」に対応する。また、第２回路チップ３０とリード６０〜６２との関係では、第２回路チップ３０が特許請求の範囲の「第１電子部品」に対応し、リード６０〜６２が特許請求の範囲の「第２電子部品」に対応する。

また、電子装置１０は、各回路チップ２０、３０がプリント基板に実装され、第１回路チップ２０が各配線４０〜４２でプリント基板の回路に接続されると共に、第２回路チップ３０が別の各配線４０〜４２でプリント基板の回路に接続される構成でも良い。さらに、当該プリント基板とリードとがさらに別の各配線４０〜４２で接続されていても良い。このように、第１電子部品と第２電子部品とが複数段で構成されていても良い。また、第１電子部品及び第２電子部品が１つの部品で構成されている必要は無く、上述のリード６０〜６２のように複数の部品で構成されていても良い。

さらに、上述の第１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２は、ボンディングワイヤとして構成されていたが、これは構成の一例である。したがって、各配線４０〜４２は棒状や板状のリード（端子）として構成されていても良い。

上記各実施形態では、ダミー配線４２が第２電子部品側に接合されていたが、これは構成の一例である。すなわち、ダミー配線４２は少なくとも当該ダミー配線４２に第３電圧を印加する第１電子部品側に電気的に接続されていれば良いので、ダミー配線４２の他端はどの部品にも接触せずに浮いた状態にされていても良い。

上記各実施形態では、第１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２の一組のみが示されているが、電子装置１０は第１配線４０、第２配線４１、及びダミー配線４２の組を複数備えていても良い。

２０第１回路チップ（第１電子部品）
３０第２回路チップ（第２電子部品）
４０第１配線
４１第２配線
４２ダミー配線
５０水滴

Claims

第１電子部品（２０）と、
第２電子部品（３０、６０〜６２）と、
前記第１電子部品（２０）と前記第２電子部品（３０、６０〜６２）とを電気的に接続する第１配線（４０）と、
前記第１電子部品（２０）と前記第２電子部品（３０、６０〜６２）とを電気的に接続すると共に、前記第１配線（４０）から離間して配置された第２配線（４１）と、
前記第１配線（４０）と前記第２配線（４１）とに挟まれるように配置されると共に、前記第１配線（４０）及び前記第２配線（４１）から離間して配置されたダミー配線（４２）と、
を備え、
前記第１電子部品（２０）は、前記第１配線（４０）に第１電圧を印加し、前記第２配線（４１）に前記第１電圧よりも低い第２電圧を印加し、前記ダミー配線（４２）に前記第２電圧よりも高い第３電圧を印加し、
前記ダミー配線（４２）は、水滴（５０）が当該ダミー配線（４２）、前記第１配線（４０）、及び前記第２配線（４１）の全てにわたって付着したときに、前記第２配線（４１）との間で前記水滴（５０）を電気分解するようになっており、
前記ダミー配線（４２）は、前記第１配線（４０）よりも前記第２配線（４１）に近い位置に配置されていることを特徴とする電子装置。
前記第１電子部品（２０）は、前記第１配線（４０）に印加する前記第１電圧よりも高い電圧を前記第３電圧として前記ダミー配線（４２）に印加することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記第１電子部品（２０）は、
前記電気分解の発生に伴って前記ダミー配線（４２）に流れる電流を検出する検出部（２４）と、
前記検出部（２４）によって前記電流が検出された際に当該検出を外部に報知する報知部（２５）と、
を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。