JP6488658B2 - Electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、配線基板に回路素子と放熱部材とが実装された電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device in which a circuit element and a heat dissipation member are mounted on a wiring board.
従来、配線基板に回路素子と放熱部材とが実装された電子装置の一例として特許文献1に開示されたチップアレイモジュールがある。チップアレイモジュールは、配線基板に回路素子としての半導体チップと放熱板とが実装されており、これらが封止体によって封止されている。半導体チップは、配線基板の表面に設けられた導体パターン上にマウントされている。また、放熱板は、配線基板の表面に設けられた導体パターンの延長部にはんだ付けされており、且つ、配線基板の裏面に導体パターンにはんだ付けされている。そして、表面側の放熱板と裏面側の放熱板とは、配線基板に形成された貫通穴の内部に充填されたはんだを介して接続されている。 Conventionally, there is a chip array module disclosed in Patent Document 1 as an example of an electronic device in which a circuit element and a heat dissipation member are mounted on a wiring board. In the chip array module, a semiconductor chip as a circuit element and a heat sink are mounted on a wiring board, and these are sealed by a sealing body. The semiconductor chip is mounted on a conductor pattern provided on the surface of the wiring board. Moreover, the heat sink is soldered to the extension part of the conductor pattern provided on the surface of the wiring board, and is soldered to the conductor pattern on the back surface of the wiring board. And the heat sink of the surface side and the heat sink of the back side are connected via the solder with which the inside of the through-hole formed in the wiring board was filled.
しかしながら、チップアレイモジュールは、半導体チップから発せられた熱が導体パターンを介して放熱板に伝達される。この導体パターンは、配線基板の表面に設けられている。よって、半導体チップの熱は、配線基板の表面に沿って伝達されることになる。 However, in the chip array module, heat generated from the semiconductor chip is transmitted to the heat sink via the conductor pattern. This conductor pattern is provided on the surface of the wiring board. Therefore, the heat of the semiconductor chip is transmitted along the surface of the wiring board.
通常、半導体チップなどの発熱素子は、配線基板の厚み方向に熱伝達する特性がある。ところが、チップアレイモジュールは、半導体チップの熱を配線基板の表面に沿って伝達させているため、放熱性が悪いという問題がある。 Usually, a heating element such as a semiconductor chip has a characteristic of transferring heat in the thickness direction of the wiring board. However, since the chip array module transfers the heat of the semiconductor chip along the surface of the wiring substrate, there is a problem that heat dissipation is poor.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、放熱性を向上できる電子装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electronic device that can improve heat dissipation.
上記目的を達成するために本発明は、
配線基板(10)と、
配線基板の一面に実装された一面側回路素子(21)と、
配線基板の一面の反対面に実装された放熱部材(41〜43)と、
反対面に設けられ、放熱部材と、配線基板と放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂(70,71)と、を備え、金属を主成分とし放熱機能を有した被取付体(300)に取り付けられてなるものであり、
配線基板は、一面から反対面に亘って設けられ、一面側回路素子と電気的に接続された貫通配線部(12)が、一面側回路素子と対向配置されており、
放熱部材は、貫通配線部と対向配置され、且つ貫通配線部と電気的に接続されて一面側回路素子を通る電流経路の一部をなしており、
モールド樹脂は、被取付体に取り付けられており、
放熱部材は、配線基板との対向面の反対面がモールド樹脂(71)から露出しており、
モールド樹脂(71)及び放熱部材における反対面は、電気絶縁性の接着剤(210)を介して、被取付体に接合されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A wiring board (10);
One surface side circuit element (21) mounted on one surface of the wiring board;
A heat dissipating member (41-43) mounted on the opposite side of one side of the wiring board;
Provided on the opposite surface, sealing the heat dissipation member and the connection portion between the wiring board and the heat dissipation member, and comprising a mold resin (70, 71) formed by molding, It is attached to an attached body (300) having a heat dissipation function as a main component,
The wiring board is provided from one surface to the opposite surface, and the through wiring portion (12) electrically connected to the one surface side circuit element is disposed to face the one surface side circuit element,
The heat dissipating member is disposed to face the through wiring portion and is electrically connected to the through wiring portion to form a part of a current path passing through the one-side circuit element.
Mold resin is attached to the body to be attached,
The heat radiating member is exposed from the mold resin (71) on the opposite side of the surface facing the wiring board,
The opposite surfaces of the mold resin (71) and the heat dissipating member are joined to the mounted body via an electrically insulating adhesive (210).
このように、本発明は、貫通配線部が一面側回路素子と対向配置され、放熱部材が貫通配線部と対向配置されている。このため、本発明は、一面側回路素子から発せられた熱を厚み方向に放熱でき放熱性を向上できる。また、本発明は、一面側回路素子を通る電流経路の一部として放熱部材を用いているため、電流経路として金属箔を用いるよりも配線抵抗を低減できる。更に、本発明は、放熱部材と配線基板との接続部をモールド樹脂で覆っているので、接続部が空気に露出している場合よりも接続部の冷熱寿命を向上できる。特に、本発明では、モールド樹脂を採用することで、ポッティングによって形成された封止樹脂を採用する場合より接続部における接続強度を向上できる。 Thus, according to the present invention, the through wiring portion is disposed to face the one-surface circuit element, and the heat dissipation member is disposed to face the through wiring portion. For this reason, this invention can radiate | emit the heat emitted from the one surface side circuit element in the thickness direction, and can improve heat dissipation. Moreover, since this invention uses the thermal radiation member as a part of current path which passes along the one surface side circuit element, it can reduce wiring resistance rather than using metal foil as a current path. Furthermore, since the connection part of a heat radiating member and a wiring board is covered with mold resin, this invention can improve the thermal-life of a connection part rather than the case where the connection part is exposed to air. In particular, in the present invention, by adopting the mold resin, the connection strength at the connection portion can be improved as compared with the case where the sealing resin formed by potting is adopted.
なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later as one aspect, and the technical scope of the invention is as follows. It is not limited.
以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted. In each embodiment, when only a part of the configuration is described, the other configurations described above can be applied to other portions of the configuration.
本実施形態では、一例として、図1〜図3に示す電子装置100を採用する。電子装置100は、大電流モータ駆動回路が構成されており、ラジエータファンや電動パワーステアリングの駆動回路に適用できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。
In this embodiment, the
また、電子装置100は、接着剤200を介して筐体300に取り付けられている。電子装置100は、後程説明するモールド樹脂70が接着剤200を介して筐体300に固定されている。詳述すると、電子装置100は、モールド樹脂70における配線基板10との対向面の反対面が接着剤200を介して筐体300に固定される。筐体300は、金属を主成分とし放熱機能を有している。筐体300は、例えば、電子装置100を収容するためのハウジング、ラジエータファンや電動パワーステアリングにおけるモータのハウジングなどである。なお、筐体300は、特許請求の範囲における被取付体に相当する。また、接着剤200は、放熱グリスなどの熱伝導率が比較的高いものであると好ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されない。また、モールド樹脂70における配線基板10との対向面の反対面は、モールド樹脂70の搭載面と言うこともできる。
Further, the
電子装置100は、配線基板10、回路素子21,22、放熱板41〜43、モールド樹脂70などを備えて構成されている。また、電子装置100は、コネクタ23や樹脂厚管理部材50を備えていてもよい。更に、電子装置100は、配線基板10と回路素子21,22などを接続するためのはんだ30や、配線基板10と放熱板41〜43などを接続するためのはんだ60を備えていてもよい。
The
配線基板10は、絶縁性の樹脂基材に導電性部材からなるパターン配線11や貫通配線12が形成されたものである。配線基板10は、例えば、コア層と、コア層に積層されたビルドアップ層とを含む所謂ビルドアップ基板を採用できる。また、配線基板10は、コア層が設けられておらず、複数のビルドアップ層が積層された所謂エニーレイヤー基板であっても採用できる。このように、配線基板10は、プリント基板と言い換えることができる。配線基板10は、例えば直方体形状を有している。つまり、配線基板10は、一面及び一面の反対面が矩形形状を有しており、一面と反対面とに連続して設けられた四つの側面を有している。
The
パターン配線11は、箔状の導電性部材がパターニングされたものである。パターン配線11は、貫通配線12と電気的に接続されている。なお、後程説明するが、パターン配線11の一部は、貫通配線12と電気的に接続されていない。
The
貫通配線12は、特許請求の範囲における貫通配線部に相当し、一面から反対面に亘って設けられている。言い換えると、貫通配線12は、樹脂基材を厚み方向に貫通して設けられている。貫通配線12は、例えば、レーザビアやブラインドビアなどの層間接続部材を含んで構成されている。また、貫通配線12は、例えば直線状に設けられている。
The through
貫通配線12は、回路素子21,22と対向する位置に設けられており、回路素子21,22と電気的に接続されている。更に、貫通配線12は、コネクタ23と対向する位置に設けられており、コネクタ23と電気的に接続されている。言い換えると、貫通配線12は、回路素子21,22やコネクタ23の真下に設けられている。
The through
配線基板10は、一面に回路素子21,22などが実装されるランドが設けられており、反対面に放熱板41〜43などが実装されるランドが設けられている。このランドは、パターン配線11や貫通配線12の一部よって構成されている。なお、パターン配線11及び貫通配線12は、例えば銅などの金属を主成分としたものを採用できる。
The
配線基板10の一面には、図1,図3に示すように、回路素子としてのパワー半導体素子21や大型部品22、及びコネクタ23が実装されている。パワー半導体素子21、大型部品22、コネクタ23は、大電流モータ駆動回路の一部をなす電子部品である。このため、パワー半導体素子21、大型部品22、コネクタ23には、大電流が通電される。なお、大電流とは、例えば30A以上である。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
パワー半導体素子21は、特許請求の範囲における一面側回路素子に相当する。パワー半導体素子21は、大電流の通電及び遮断を行うスイッチング素子であり、例えばMOSFETなどを採用できる。パワー半導体素子21は、自身が動作することで熱を発するものであり、発熱素子と言い換えることもできる。本実施形態では、図1に示すように、三つのパワー半導体素子21が配線基板10に実装されている例を採用する。
The
また、パワー半導体素子21は、配線基板10に対する実装面に裏面電極が設けられており、且つ、側壁などから端子21aが突出して設けられている。パワー半導体素子21は、裏面電極及び端子21aがはんだ30を介して、配線基板10の一面に実装されている。なお、はんだ30は、パターン配線11や貫通配線12と電気的に接続されている。つまり、パワー半導体素子21は、はんだ30によって、配線基板10と電気的及び機械的に接続されている。このように、パワー半導体素子21は、表面実装型の回路素子である。
The
更に、パワー半導体素子21とはんだ30を介して接続されている貫通配線12は、図3に示すように、パワー半導体素子21に対して対向配置されている。つまり、この貫通配線12は、裏面電極及び端子21aと対向する位置に設けられている。言い換えると、この貫通配線12は、裏面電極及び端子21aの真下に設けられている。
Further, the through
大型部品22は、駆動回路の一部をなす回路素子である。大型部品22は、例えば、アルミ電解コンデンサやコイルなどの雑防素子を採用できる。つまり、大型部品22は、パワー半導体素子21とは異なる大型の回路素子である。本実施形態では、図1に示すように、三つの大型部品22が配線基板10に実装されている例を採用する。
The
また、大型部品22は、配線基板10に対する実装面に二つの電極22aが設けられている。大型部品22は、電極22aがはんだ30を介して、配線基板10の一面に実装されている。つまり、大型部品22は、はんだ30によって、配線基板10と電気的及び機械的に接続されている。このように、大型部品22は、表面実装型の回路素子である。
Further, the
更に、大型部品22とはんだ30を介して接続されている貫通配線12は、図3に示すように、大型部品22に対して対向配置されている。つまり、この貫通配線12は、大型部品22の電極22aと対向する位置に設けられている。言い換えると、この貫通配線12は、電極22aの真下に設けられている。
Furthermore, the through
コネクタ23は、電子装置100と、電子装置100の外部に設けられた外部機器との電気的な接続のために設けられている。例えば、コネクタ23は、電子装置100の駆動対象であるモータと電気的に接続されている。コネクタ23は、樹脂カバーに複数の端子23aが設けられている。コネクタ23は、端子23aがはんだ30を介して、配線基板10の一面に実装されている。つまり、コネクタ23は、はんだ30によって、端子23aが配線基板10と電気的及び機械的に接続されている。このように、コネクタ23は、表面実装型のコネクタである。
The
更に、コネクタ23とはんだ30を介して接続されている貫通配線12は、図3に示すように、コネクタ23に対して対向配置されている。つまり、この貫通配線12は、コネクタ23の端子23aと対向する位置に設けられている。言い換えると、この貫通配線12は、端子23aの真下に設けられている。
Further, the through
配線基板10の反対面には、図2,図3に示すように、放熱板41〜43及び樹脂厚管理部材50がはんだ60を介して実装されている。また、配線基板10の反対面には、図2に示すように、裏面素子24が実装されている。なお、図2では、電子装置100における裏面側の構成をわかりやすくするために、モールド樹脂70の図示を省略すると共に、筐体300を二点鎖線で図示している。
As shown in FIGS. 2 and 3,
放熱板41〜43及び樹脂厚管理部材50は、図3に示すように、モールド樹脂70で封止されている。モールド樹脂70は、放熱板41〜43に加えて、放熱板41〜43と配線基板10との接続部を一体的に封止している。放熱板41〜43と配線基板10との接続部は、はんだ60を含むものである。また、モールド樹脂70は、樹脂厚管理部材50に加えて、樹脂厚管理部材50と配線基板10との接続部を一体的に封止している。樹脂厚管理部材50と配線基板10との接続部は、はんだ60を含むものである。しかしながら、樹脂厚管理部材50における先端は、モールド樹脂70から露出している。この先端は、樹脂厚管理部材50における配線基板10側とは反対側の端部である。一方、放熱板41〜43は、はんだ60が接続されている部位以外がモールド樹脂70で封止されている。
The heat sinks 41 to 43 and the resin
モールド樹脂70は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂である。モールド樹脂70は、はんだ60、第1放熱板41などの構成材料、貫通配線12などの構成材料と線膨張係数が近い材料が好ましい。このため、モールド樹脂70は、線膨張係数が例えば35×10−6/℃以下の材料を採用すると好ましい。このようにすることで、電子装置100は、はんだ60に加わる熱応力を低減できる。更に、電子装置100は、熱伝導率が良い材料、例えば1W/mK以上などの材料を用いることで、放熱性を向上できる。
The
放熱板41〜43は、銅などの金属を主成分として構成されており、放熱部材としての機能に加えて、電流を流す配線としての機能を有している。このため、放熱板41〜43は、パターン配線11と比べて十分に厚みがある部材である。放熱板41〜43は、例えば平板状の部材やブロック体を採用できる。
The heat sinks 41 to 43 are mainly composed of a metal such as copper, and have a function as a wiring through which a current flows in addition to a function as a heat dissipation member. For this reason, the heat sinks 41 to 43 are members that are sufficiently thicker than the
第1放熱板41は、端子23a及び裏面電極と対向する位置に設けられている。また、第1放熱板41は、図2に示すように、パワー半導体素子21の大部分、すなわちパワー半導体素子21の端子21aを除く部分と対向配置されている。更に、本実施形態では、三つのパワー半導体素子21と対向配置されている。第1放熱板41は、貫通配線12及びはんだ30,60を介して端子23aと電気的に接続されており、且つ、貫通配線12及びはんだ30,60を介して裏面電極と電気的に接続されている。つまり、第1放熱板41は、パワー半導体素子21とコネクタ23とを電気的に接続している。なお、本発明は、はんだ30,60のかわりに導電性接着剤を採用することもできる。
The
第2放熱板42は、一方の電極22a及び端子21aと対向する位置に設けられている。第2放熱板42は、貫通配線12及びはんだ30,60を介して一方の電極22aと電気的に接続されており、且つ、貫通配線12及びはんだ30,60を介して端子21aと電気的に接続されている。つまり、第2放熱板42は、パワー半導体素子21と大型部品22とを電気的に接続している。
The
第3放熱板43は、他方の電極22aと対向する位置に設けられている。第3放熱板43は、貫通配線12及びはんだ30,60を介して他方の電極22aと電気的に接続されている。
The
このように、パワー半導体素子21、大型部品22、コネクタ23は、貫通配線12や放熱板41〜43などを介して結線されている。従って、電子装置100は、図3の二点鎖線で示すように大電流が流れる。つまり、電流経路は、端子23a、配線基板10、第1放熱板41、配線基板10、パワー半導体素子21、配線基板10、第2放熱板42、配線基板10、大型部品22、配線基板10、第3放熱板43の順に大電流が流れる。よって、電流経路は、ラビリンス状と言うこともできる。つまり、電子装置100は、大電流が流れるパワー配線として、配線基板10及び放熱板41〜43を用いていると言うことができる。また、放熱板41〜43は、配線の一部を兼ねているため、おのずとパワー半導体素子21よりも大きな面積となる。なお、ここでの面積は、配線基板10と対向する面の面積である。このため、放熱板41〜43は、自身に伝達された熱を熱拡散する効果を奏することになる。つまり、電子装置100は、放熱板41〜43を有しているため、放熱性を向上できる。更に、放熱板41〜43は、上記のように平板状の部材やブロック体であるため、箔状のパターン配線11などに比べて、配線抵抗を低減できる。
Thus, the
また、電子装置100は、パワー半導体素子21が貫通配線12などを介して第1放熱板41に接続されているため、パワー半導体素子21から発せられた熱を第1放熱板41から放熱できる。このように、電子装置100は、パワー半導体素子21から発せられた熱を、パワー半導体素子21の真下方向、すなわち配線基板10の厚み方向に伝達することができる。
In the
なお、配線基板10は、貫通配線12の体積を大きくすることで、配線抵抗及び熱抵抗を低減できる。つまり、配線基板10は、パワー半導体素子21の対向領域における貫通配線12の占有率を高くすることで、配線抵抗及び熱抵抗を低減できる。
Note that the
樹脂厚管理部材50は、はんだ60を介して配線基板10に実装されている。樹脂厚管理部材50と配線基板10とを接合しているはんだ60は、配線基板10のパターン配線11と機械的に接続されている。しかしながら、このパターン配線11は、パワー半導体素子21などと電気的に接続されているパターン配線11と電気的に絶縁されている。つまり、このパターン配線11は、電流経路には含まれていない。
The resin
樹脂厚管理部材50は、放熱板41〜43上のモールド樹脂70の厚みを規定するための部材である。放熱板41〜43上とは、放熱板41〜43における配線基板10との対向面の反対面上を示している。樹脂厚管理部材50は、放熱板41〜43による放熱性を維持しつつ、放熱板41〜43の絶縁性を確保できる厚みに規定する。よって、放熱板41〜43上に形成されるモールド樹脂70は、放熱板41〜43の絶縁性を確保できる程度で、且つ、できるだけ薄い方が好ましい。なお、放熱板41〜43における配線基板10との対向面の反対面は、放熱面と言うことができる。よって、樹脂厚管理部材50は、放熱面に沿う仮想平面と、モールド樹脂70の搭載面に沿う仮想平面との間隔を規定すると言うことができる。
The resin
樹脂厚管理部材50は、放熱板41〜43よりも厚い部材である。樹脂厚管理部材50と放熱板41〜43とは、はんだ60を介して配線基板10に実装されている。よって、樹脂厚管理部材50は、放熱板41〜43上に形成されるモールド樹脂70の厚みの分だけ、放熱板41〜43よりも厚い部材である。なお、樹脂厚管理部材50は、配線基板10に実装された状態で、放熱板41〜43上に形成されるモールド樹脂70の厚みの分だけ、配線基板10に実装された放熱板41〜43よりも突出していればよい。
The resin
後程説明するが、樹脂厚管理部材50は、モールド樹脂70を成型する際に、先端が下型に接触するため、放熱板41〜43上に形成されるモールド樹脂70の厚みを管理することができる。よって、放熱板41〜43上には、放熱板41〜43と樹脂厚管理部材50との厚さの差分と同等のモールド樹脂70の厚さが確保される。放熱板41〜43上のモールド樹脂70の厚さは、例えば0.5mm以下とすることができる。このように、電子装置100は、放熱板41〜43上のモールド樹脂70の厚さを管理できるため、筐体300との熱結合状態を向上できる。
As will be described later, the resin
なお、本実施形態では、はんだ60を介して配線基板10に実装された樹脂厚管理部材50を採用している。つまり、本実施形態では、金属を主成分とした樹脂厚管理部材50を採用している。しかしながら、本発明は、これに限定されない。樹脂厚管理部材50は、放熱板41〜43上のモールド樹脂70の厚みを規定できればよく、材料、形状、配置される位置などは特に限定されない。また、本発明は、樹脂厚管理部材50が設けられていなくてもよい。
In the present embodiment, the resin
裏面素子24は、駆動回路の一部をなす回路素子であり、特許請求の範囲における反対面側回路素子に相当する。裏面素子24は、例えばチップコンデンサなどである。裏面素子24は、放熱板41〜43などと共に、モールド樹脂70で封止されている。なお、本発明は、裏面素子24が設けられていなくてもよい。
The
ここで、図4〜図11を用いて、電子装置100の製造方法に関して説明する。図4〜図11は、電子装置100の製造工程を示す断面図であり、図3に対応した切断面を示している。
Here, a method for manufacturing the
第1工程では、図4に示すように、配線基板10を用意する。つまり、第1工程では、樹脂基材にパターン配線11及び貫通配線12が形成された配線基板10を用意する。第2工程では、図5に示すように、例えば印刷などによって、配線基板10の裏面にはんだ60を形成する。その後、第3工程では、図6に示すように、配線基板10の反対面に放熱板41〜43、樹脂厚管理部材50を実装する。この第3工程では、はんだ60上に放熱板41〜43、樹脂厚管理部材50を配置して、はんだリフローによって、配線基板10に放熱板41〜43、樹脂厚管理部材50を一括実装する。なお、第3工程では、放熱板41〜43、樹脂厚管理部材50に加えて、裏面素子24も一括実装できる。
In the first step, a
第4工程では、図7に示すように、配線基板10の裏面にモールド樹脂70を形成する。モールド樹脂70は、モールド成型によって形成することができる。つまり、第4工程は、モールド工程と言い換えることができる。ここでは、一例として、コンプレッションモールド成型を採用する。モールド工程では、図11に示すように、上型410と、上型410に対応する下型である固定下型420及び稼働下型430とを含む金型を用いてモールド樹脂70を形成する。上型410と下型とは、例えば下型が上昇したり下降したりすることで、相対的に近づいたり遠ざかったりすることができる。
In the fourth step, a
上型410は、配線基板10が固定される平坦面を有している。上型410は、例えば、地面に対して平行に配置されている。そして、上型410は、地面側に平坦面が形成されている。配線基板10は、一面が上型410の平坦面に対向した状態で、平坦面に固定される。配線基板10は、例えば、真空クランプや、メカクランプなどによって上型410に固定される。しかしながら、配線基板10を上型410に固定する方法は、特に限定されない。なお、以下においては、重力方向を下、重力方向の反対方向を上とする。
The
下型は、上型410の下側に、上型410と対向した状態で配置される。固定下型420は、環状の壁面で囲まれた穴が設けられている。固定下型420は、モールド樹脂70を成型する際に、先端面が配線基板10の反対面に密着することになる。
The lower mold is disposed on the lower side of the
固定下型420の穴内には、穴に沿って上方向及び下方向に可動できるように稼働下型430が配置されている。つまり、稼働下型430は、固定下型420の穴内において、最下位置と最上位置との範囲内で上方向及び下方向に可動できるように構成されている。
An operation
下型は、固定下型420の壁面と、稼働下型430の上面とによって、モールド樹脂70の構成材料が配置される凹状のキャビティが形成されている。つまり、稼働下型430の上面は、キャビティの底面となる。この稼働下型430の上面は、平坦面である。なお、モールド樹脂70の構成材料は、例えば顆粒状の樹脂材料である。
In the lower mold, a concave cavity in which the constituent material of the
モールド工程では、図11に示すように、上型410と固定下型420とで配線基板10を挟み込む。このとき、キャビティ内には、モールド樹脂70の構成材料が配置されている。また、モールド工程は、このような状態で、稼働下型430の上面が樹脂厚管理部材50に接触するまで、稼働下型430を矢印方向に上昇させて成型する。樹脂厚管理部材50は、放熱板41〜43よりも背が高く、且つ、稼働下型430の上面は、平坦面である。よって、放熱板41〜43は、モールド樹脂70から露出しない。つまり、電子装置100は、樹脂厚管理部材50の高さによって、放熱板41〜43上のモールド樹脂70の厚みを管理できる。
In the molding process, as shown in FIG. 11, the
また、モールド工程では、樹脂厚管理部材50で配線基板10を押さえることになる。つまり、配線基板10は、上型410と樹脂厚管理部材50とで挟み込まれる。このため、モールド工程では、モールド工程前に配線基板10に反りが生じていた場合であっても、配線基板10の反りを矯正することができる。
Further, in the molding process, the
モールド工程後は、図8に示す第5工程を行う。第5工程では、例えば印刷などによって、配線基板10の一面にはんだ30を形成する。その後、第6工程では、図9に示すように、配線基板10の一面にパワー半導体素子21、大型部品22、コネクタ23を実装する。この第6工程では、はんだ30上にパワー半導体素子21、大型部品22、コネクタ23を配置する。このとき、端子21a、裏面電極、電極22a、端子23aは、はんだ30上に配置される。そして、第6工程では、はんだリフローによって、配線基板10にパワー半導体素子21、大型部品22、コネクタ23を一括実装する。このように、電子装置100は、裏面側のはんだリフローと一面側のはんだリフローとで、配線基板10に対して放熱板41〜43やパワー半導体素子21などを実装できるので、複雑な製造工程が必要なく製造しやすい。
After the molding process, the fifth process shown in FIG. 8 is performed. In the fifth step, the
第7工程では、図10に示すように、接着剤200によって、電子装置100を筐体300に貼り付ける。第7工程では、例えば、筐体300における電子装置100の搭載領域に接着剤200を塗布する。その後、第7工程では、接着剤200上に電子装置100を載置することで、電子装置100と筐体300に固定する。このようにして、電子装置100は、筐体300に搭載される。
In the seventh step, as shown in FIG. 10, the
以上のように、電子装置100は、例えば、貫通配線12がパワー半導体素子21と対向配置され、第1放熱板41が貫通配線12と対向配置されている。このため、電子装置100は、パワー半導体素子21から発せられた熱を厚み方向に放熱できる。すなわち、電子装置100は、パワー半導体素子21から、パワー半導体素子21の真下方向に熱伝達できる。よって、電子装置100は、パワー半導体素子21から発せられた熱を配線基板10の平面方向に放熱する場合より放熱性を向上できる。なお、電子装置100は、貫通配線12と第1放熱板41とをはんだ60を介して接続しているため、貫通配線12と第1放熱板41とを密着接合でき、より一層放熱性を向上できる。
As described above, in the
電子装置100は、パワー半導体素子21を通る電流経路の一部として第1放熱板41を用いているため、電流経路として金属箔を用いるよりも配線抵抗を低減できる。なお、配線基板10は、特殊な工程を行うことなく製造でき、汎用性のある基板である。よって、電子装置100は、汎用性のある配線基板10に第1放熱板41を実装することで、配線抵抗を低減できる。このため、電子装置100は、特殊な工程によって製造された配線基板を用いるよりも、コストアップの抑制が期待できる。
Since the
電子装置100は、第1放熱板41などを封止しているモールド樹脂70が接着剤200を介して筐体300に搭載されている。よって、電子装置100は、パワー半導体素子21から発せられた熱を第1放熱板41を介して筐体300に放熱できる。このため、電子装置100は、より一層放熱性を向上できる。また、電子装置100は、電流経路の一部である放熱板41〜43をモールド樹脂70で封止しているため、放熱性を向上させつつ、放熱板41〜43を電気的に絶縁できる。なお、パターン配線11や貫通配線12は、大電流が流れることで発熱することもありうる。しかしながら、パターン配線11や貫通配線12から発せられた熱は、第1放熱板41などから筐体300に放熱できる。
In the
更に、電子装置100は、放熱板41〜43と配線基板10との接続部をモールド樹脂70で覆っているので、接続部が空気に露出している場合よりも接続部の冷熱寿命を向上できる。特に、電子装置100では、モールド樹脂70を採用することで、ポッティングによって形成された封止樹脂を採用する場合より接続部における接続強度を向上できる。
Furthermore, since the
なお、配線基板10と第1放熱板41とは、線膨張係数が同じであることが望ましいが、材質が全く同じにはならないため、一般的には線膨張係数に差が生じる。つまり、配線基板10と第1放熱板41とは、線膨張係数が異なる。このため、配線基板10と第1放熱板41とは、周辺温度に応じて伸び量差が大きくなる。第1放熱板41と配線基板10との接続部は、伸び量差が大きくなるに連れて、配線基板10と第1放熱板41との接続部に加わる応力が大きくなる。なお、伸び量差は、第1放熱板の長さが長くなるにつれて、及び周辺温度の温度差が大きくなるにつれて大きくなる。はんだ60は、もしモールド樹脂70によって封止されていなかった場合、伸び量差によりに応力が加わり、更に冷熱が繰り返されるとクラックが発生する可能性がある。これによって、電子装置100は、はんだ60をモールド樹脂70で封止していなかった場合、放熱性が悪化したり、配線抵抗が上昇したりすることになる。また、電子装置100は、はんだ60をモールド樹脂70で封止していなかった場合、伸び量差により配線基板10が反ることになるので、第1放熱板41と筐体300との絶縁性が確保できないことも起こりうる。
In addition, although it is desirable for the
しかしながら、電子装置100は、第1放熱板41と配線基板10との接続部をモールド樹脂70で封止しているため接続部における接続強度を確保できる。つまり、電子装置100は、はんだ60をモールド樹脂70で封止しているため、放熱性が悪化したり、配線抵抗が上昇したりすることを抑制でき、第1放熱板41と筐体300との絶縁性を確保できる。なお、配線基板10と第2放熱板42や第3放熱板43との関係も同様である。
However, since the
また、電子装置100は、パワー半導体素子21や大型部品22などと放熱板41〜43を配線基板10に実装している。配線基板10は、バスバーやリードフレームに比べて、パワー半導体素子21と大型部品22との間隔を狭くできる。このため、電子装置100は、パワー半導体素子21や大型部品22などと放熱板41〜43とをバスバーに実装する場合よりも体格を小型化できる。このように、電子装置100は、小型化できるため、モータのハウジングなどに対して取り付けやすい。言い換えると、電子装置100は、被取付体への取付性がよい。
In the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本発明の変形例1,2に関して説明する。上述の実施形態及び変形例1,2は、夫々単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Hereinafter,
(変形例1)
図12を用いて、変形例1の電子装置110に関して説明する。ここでは、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の点は同じ符号を付与して説明を省略する。電子装置110は、放熱板41〜43がモールド樹脂71から露出している点が電子装置100と異なる。
(Modification 1)
The
電子装置110は、放熱板41〜43の放熱面がモールド樹脂71から露出している。ここでは、放熱面に対向する位置に穴が設けられたモールド樹脂71を採用している。電子装置110は、樹脂厚管理部材50が設けられているため、放熱面がモールド樹脂71の搭載面に達すことはない。このため、電子装置110は、例えば接着剤210を介さずに筐体300に配置された場合であっても、放熱板41〜43が筐体300に接触しない。
In the
電子装置110は、モールド樹脂71の搭載面及び放熱板41〜43の放熱面が接着剤210を介して、筐体300に接合されている。つまり、電子装置110は、モールド樹脂71に穴が設けられているため、接着剤210が放熱板41〜43にも接することになる。この接着剤210は、電気絶縁性であり、モールド樹脂70よりも熱伝導率が良いものである。
In the
電子装置110は、電子装置100と同様の効果を奏することができる。また、接着剤210は、モールド樹脂71よりも熱伝導率が良い。更に、電子装置110は、放熱板41〜43の放熱面がモールド樹脂71を介することなく接着剤210によって筐体300と接合されている。このため、電子装置110は、電子装置100よりも放熱性を向上できる。
The
なお、電子装置110は、稼働下型430の上面に、モールド樹脂71の穴を設けるための凸部が設けられていた場合、樹脂厚管理部材50が設けられていなくてもよい。更に、電子装置110は、樹脂厚管理部材50が設けられていなくてもよく、放熱板41〜43の放熱面とモールド樹脂71の搭載面とが面一となっていてもよい。この場合、電子装置110は、電気絶縁性の接着剤210によって、放熱板41〜43と筐体とを電気的に絶縁できる。
In the
(変形例2)
図13,14を用いて、変形例2の電子装置120に関して説明する。ここでは、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の点は同じ符号を付与して説明を省略する。電子装置120は、樹脂厚管理部材51の構成が電子装置100と異なる。
(Modification 2)
The
樹脂厚管理部材51は、放熱板41〜43がモールド樹脂70から露出しないように、モールド樹脂70の厚さを規定するものである。詳述すると、樹脂厚管理部材51は、放熱板41〜43上のモールド樹脂70の厚みを、放熱板41〜43による放熱性を維持しつつ、放熱板41〜43の絶縁性を確保できる厚みに規定する。
The resin
樹脂厚管理部材51は、絶縁体によって形成されている。また、樹脂厚管理部材51は、図13に示すように、放熱板41〜43の放熱面に設けられている。この樹脂厚管理部材51は、放熱板41〜43における少なくとも一つの放熱面に設けられていればよい。また、樹脂厚管理部材51は、放熱板41〜43上のモールド樹脂70の厚みと同等の厚みを有している。
The resin
電子装置120を製造する際は、図14に示すように、稼働下型430の上面に樹脂厚管理部材51を配置しておく。電子装置120は、この状態で、上記実施形態と同様にモールド工程を行うことで製造できる。
When manufacturing the
電子装置120は、電子装置100と同様の効果を奏することができる。更に、電子装置120は、放熱板41〜43の放熱面に設けられているため、電子装置100よりも体格を小型化できる。つまり、電子装置120は、平面方向の体格を電子装置100よりも小型化できる。
The
10 配線基板、11 パターン配線、12 貫通配線、21 パワー半導体素子、21a 端子、22 大型部品、22a 端子、23 コネクタ、23a 端子、24 裏面素子、30 はんだ、41〜43 放熱板、50,51 樹脂厚管理部材、60 はんだ、70,71 モールド樹脂、100〜120 電子装置、200,210 接着剤、300 筐体、410 上型、420 固定下型、430 稼働下型
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記配線基板の一面に実装された一面側回路素子(21)と、
前記配線基板の前記一面の反対面に実装された放熱部材(41〜43)と、
前記反対面に設けられ、前記放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂(70,71)と、を備え、金属を主成分とし放熱機能を有した被取付体(300)に取り付けられてなるものであり、
前記配線基板は、前記一面から前記反対面に亘って設けられ、前記一面側回路素子と電気的に接続された貫通配線部(12)が、前記一面側回路素子と対向配置されており、
前記放熱部材は、前記貫通配線部と対向配置され、且つ前記貫通配線部と電気的に接続されて前記一面側回路素子を通る電流経路の一部をなしており、
前記モールド樹脂は、前記被取付体に取り付けられており、
前記放熱部材は、前記配線基板との対向面の反対面が前記モールド樹脂(71)から露出しており、
前記モールド樹脂(71)及び前記放熱部材における前記反対面は、電気絶縁性の接着剤(210)を介して、前記被取付体に接合されていることを特徴とする電子装置。 A wiring board (10);
One surface side circuit element (21) mounted on one surface of the wiring board;
A heat dissipating member (41-43) mounted on the opposite side of the one side of the wiring board;
Provided on the opposite surface, and the heat dissipation member, which seals the connecting portion between the heat dissipation member and the wiring substrate, a mold resin formed by molding (70, 71), the Equipped with a metal as a main component and attached to a mounted body (300) having a heat dissipation function,
The wiring board is provided from the one surface to the opposite surface, and a through wiring portion (12) electrically connected to the one-surface circuit element is disposed to face the one-surface circuit element,
The heat dissipating member is disposed to face the through wiring portion and is electrically connected to the through wiring portion to form a part of a current path passing through the one-surface circuit element,
The mold resin is attached to the attached body,
In the heat dissipation member, the opposite surface of the surface facing the wiring board is exposed from the mold resin (71),
The electronic device, wherein the opposite surfaces of the mold resin (71) and the heat radiating member are joined to the mounted body via an electrically insulating adhesive (210).
前記配線基板の一面に実装された一面側回路素子(21)と、
前記配線基板の前記一面の反対面に実装された放熱部材(41〜43)と、
前記反対面に設けられ、前記放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂(70,71)と、を備え、
前記配線基板は、前記一面から前記反対面に亘って設けられ、前記一面側回路素子と電気的に接続された貫通配線部(12)が、前記一面側回路素子と対向配置されており、
前記放熱部材は、前記貫通配線部と対向配置され、且つ前記貫通配線部と電気的に接続されて前記一面側回路素子を通る電流経路の一部をなしており、
前記配線基板における前記反対面には、前記放熱部材が前記モールド樹脂から露出しないように、前記モールド樹脂の厚さを規定する樹脂厚管理部材(50)が実装されていることを特徴とする電子装置。 A wiring board (10);
One surface side circuit element (21) mounted on one surface of the wiring board;
A heat dissipating member (41-43) mounted on the opposite side of the one side of the wiring board;
Provided on the opposite surface, and the heat dissipation member, which seals the connecting portion between the heat dissipation member and the wiring substrate, a mold resin formed by molding (70, 71), the Prepared,
The wiring board is provided from the one surface to the opposite surface, and a through wiring portion (12) electrically connected to the one-surface circuit element is disposed to face the one-surface circuit element,
The heat dissipating member is disposed to face the through wiring portion and is electrically connected to the through wiring portion to form a part of a current path passing through the one-surface circuit element,
On the opposite surface of the wiring board, a resin thickness management member (50) that defines the thickness of the mold resin is mounted so that the heat dissipation member is not exposed from the mold resin. apparatus.
前記配線基板の一面に実装された一面側回路素子(21)と、
前記配線基板の前記一面の反対面に実装された放熱部材(41〜43)と、
前記反対面に設けられ、前記放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂(70,71)と、を備え、
前記配線基板は、前記一面から前記反対面に亘って設けられ、前記一面側回路素子と電気的に接続された貫通配線部(12)が、前記一面側回路素子と対向配置されており、
前記放熱部材は、前記貫通配線部と対向配置され、且つ前記貫通配線部と電気的に接続されて前記一面側回路素子を通る電流経路の一部をなしており、
前記放熱部材における前記配線基板との対向面の反対面には、前記放熱部材が前記モールド樹脂から露出しないように、前記モールド樹脂の厚さを規定する絶縁性の樹脂厚管理部材(51)が実装されていることを特徴とする電子装置。 A wiring board (10);
One surface side circuit element (21) mounted on one surface of the wiring board;
A heat dissipating member (41-43) mounted on the opposite side of the one side of the wiring board;
Provided on the opposite surface, and the heat dissipation member, which seals the connecting portion between the heat dissipation member and the wiring substrate, a mold resin formed by molding (70, 71), the Prepared,
The wiring board is provided from the one surface to the opposite surface, and a through wiring portion (12) electrically connected to the one-surface circuit element is disposed to face the one-surface circuit element,
The heat dissipating member is disposed to face the through wiring portion and is electrically connected to the through wiring portion to form a part of a current path passing through the one-surface circuit element,
An insulating resin thickness management member (51) that defines the thickness of the mold resin is provided on the opposite surface of the heat dissipation member to the surface facing the wiring board so that the heat dissipation member is not exposed from the mold resin. An electronic device that is mounted.
前記モールド樹脂は、前記被取付体に取り付けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電子装置。 It is attached to a body (300) having a metal as a main component and having a heat dissipation function,
The molding resin, electronic device according to claim 2 or 3, characterized in that said attached to the attached body.
前記モールド樹脂(71)及び前記放熱部材における前記反対面は、電気絶縁性の接着剤(210)を介して、前記被取付体に接合されていることを特徴とする請求項4に記載の電子装置。 In the heat dissipation member, the opposite surface of the surface facing the wiring board is exposed from the mold resin (71),
The electronic device according to claim 4 , wherein the opposite surfaces of the mold resin (71) and the heat radiating member are joined to the mounted body via an electrically insulating adhesive (210). apparatus.
前記配線基板の一面に実装された一面側回路素子(21)と、
前記一面側回路素子とは異なる、前記配線基板の一面に実装された回路部品(22、23)と、
前記配線基板の前記一面の反対面に実装された放熱部材(41〜43)と、
前記反対面に設けられ、前記放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂(71)と、を備え、
前記配線基板は、前記一面から前記反対面に亘って設けられ、前記一面側回路素子及び前記回路部品と電気的に接続された複数の貫通配線部(12)が、前記一面側回路素子及び前記回路部品と対向配置されており、
前記放熱部材は、前記貫通配線部と対向配置され、且つ前記貫通配線部と電気的に接続されて前記一面側回路素子と前記回路部品との間を通る電流経路の一部をなしており、
金属を主成分とし放熱機能を有した被取付体(300)に取り付けられてなるものであり、
前記モールド樹脂は、前記被取付体に取り付けられており、
前記放熱部材は、前記配線基板との対向面の反対面が前記モールド樹脂から露出しており、
前記モールド樹脂及び前記放熱部材における前記反対面は、電気絶縁性の接着剤(210)を介して、前記被取付体に接合されていることを特徴とする電子装置。 A wiring board (10);
One surface side circuit element (21) mounted on one surface of the wiring board;
Circuit components (22, 23) mounted on one surface of the wiring board, which are different from the one-surface circuit elements,
A heat dissipating member (41-43) mounted on the opposite side of the one side of the wiring board;
Provided on the opposite surface and sealing the heat radiating member and a connecting portion between the wiring board and the heat radiating member, and includes a mold resin ( 71) formed by molding. ,
The wiring board is provided from the one surface to the opposite surface, and a plurality of through-wiring portions (12) electrically connected to the one-surface circuit element and the circuit component include the one-surface circuit element and the one-side circuit element. It is placed opposite to the circuit parts,
The heat dissipating member is disposed to face the through wiring part, and is electrically connected to the through wiring part to form a part of a current path passing between the one-side circuit element and the circuit component ,
It is attached to a body (300) having a metal as a main component and having a heat dissipation function,
The mold resin is attached to the attached body,
The heat dissipating member has an opposite surface to the surface facing the wiring board exposed from the mold resin,
The electronic device , wherein the opposite surfaces of the mold resin and the heat radiating member are joined to the mounted body through an electrically insulating adhesive (210) .
前記モールド樹脂は、前記反対面側回路素子と、前記反対面側回路素子と前記配線基板との接続部とを封止していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電子装置。 An opposite surface side circuit element (24) mounted on the opposite surface of the wiring board;
The said mold resin has sealed the said opposing surface side circuit element and the connection part of the said opposite surface side circuit element and the said wiring board, It is any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. The electronic device described.
The electronic device according to claim 1, wherein the heat radiating member is a block body containing a metal as a main component.
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