JP6964437B2 - 電子モジュール - Google Patents

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本発明は、電子素子を封止する封止部を有する電子モジュールに関する。
従来から、配線基板に各種回路部品を実装してなる回路組立品を上方に開口する収容ケース内に収容し、さらに、収容ケース内にポッティング樹脂を充填して構成されるものが知られている(特許文献1参照)。このような従来の電子機器における問題を解決するために、例えば特許文献2で記載されているような構成が提案されている。この特許文献2で提案されている構成では、収容ケースにおいて、周壁部の外周面のうち切欠の底部の形成位置に対して周方向の位置が一致する領域に、上方に開口するオーバーフロー槽が形成されている。
しかしながら、このようなオーバーフロー槽を設けると面方向での大きさが大きくなってしまう。電子モジュールの小型化が要望されてきており、このように面方向で電子モジュールの大きさが大きくなることは好ましいことではない。
また、近年、面方向だけではなく、電子モジュールの高さ方向の大きさを小さく(高さを低く)することも要望されており、低背化された電子モジュールの開発が進められている。
枠体内に樹脂を充填する際には、枠体の内周面を樹脂がはい上がってしまうことがある。高さの高い電子モジュールとは異なり低背化された電子モジュールでは、枠体の内周面をはい上がっている樹脂が、硬化される前に少しでも傾いてしまうと、枠体の頂面を超えて枠体の外方にまで流れてしまう可能性がある。このように枠体の外方にまで樹脂が流れ出してしまうと、外観不良になってしまい、製品としての価値が減少又はなくなってしまう。なお、樹脂として低粘度の樹脂(例えばシリコーン樹脂等)を採用する場合には、この問題がとりわけ起こりやすい。
特開2008−311432号公報 特開2012−138464号公報
本発明は、低背化された電子モジュールにおいて、枠体の周縁外方に樹脂が流れることを防止できる電子モジュールを提供する。
本発明による電子モジュールは、
基板と、
前記基板に設けられた電子素子と、
前記基板の周縁に設けられた枠体と、
前記枠体内に設けられ、前記電子素子を封止する樹脂からなる封止部と、
を備え、
前記基板の底面から前記枠体の頂面までの高さが第一閾値以下となり、
前記枠体の頂面に、少なくとも内周側にエッジ部を有する溝部が設けられてもよい。
本発明による電子モジュールにおいて、
前記溝部は前記枠体の頂面の全周にわたり設けられてもよい。
本発明による電子モジュールにおいて、
前記溝部は複数の凹部を有してもよい。
本発明による電子モジュールにおいて、
前記凹部の各々は、少なくとも内周側にエッジ部を有してもよい。
本発明による電子モジュールにおいて、
前記枠体に頂面側から接続される端子が設けられ、
前記端子と前記基板との間に溝部が設けられてもよい。
本発明による電子モジュールにおいて、
前記基板の底面から前記枠体の頂面までの高さから、前記基板の底面から前記封止部内に封入される部材の頂点までの高さを差し引いた差は、第二閾値以下となってもよい。
本発明による電子モジュールは、
基板と、
前記基板に設けられた電子素子と、
前記基板の周縁に設けられた枠体と、
前記枠体内に設けられ、前記電子素子を封止する樹脂からなる封止部と、
を備え、
前記基板の底面から前記枠体の頂面までの高さが第一閾値以下となり、
前記枠体の内周面であって、前記封止部の少なくとも中心部よりも頂面側に溝部が設けられてもよい。
本発明による電子モジュールは、
基板と、
前記基板に設けられた電子素子と、
前記基板の周縁に設けられた枠体と、
前記枠体内に設けられ、前記電子素子を封止する樹脂からなる封止部と、
を備え、
前記基板の底面から前記枠体の頂面までの高さが第一閾値以下となり、
前記枠体の内周面であって、前記封止部の少なくとも中心部よりも頂面側に内周側に突出した突出部が設けられてもよい。
本発明のエッジ部又は突出部を採用することで、樹脂の流れを止めることができる。また、エッジ部を枠体の頂面や内周側に設けたり、突出部を枠体の内周面に設けたりする態様を採用することで、従前と比較して、面方向の大きさを実質的に大きくする必要もない。
図1は、本発明の第1の実施の形態で用いられうる電子モジュールの平面図である。 図2は、本発明の第1の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。図2に示す電子モジュールは図1に示す電子モジュールとは異なる態様となっている。図2の右側に示した図面は、丸で囲った領域の拡大図である。 図3は、本発明の第2の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。 図4は、本発明の第2の実施の形態で用いられうる別の例における電子モジュールの縦断面図である。 図5は、本発明の第2の実施の形態で用いられうるさらに別の例における電子モジュールの縦断面図である。 図6は、本発明の第3の実施の形態で用いられうる電子モジュールの平面図である。 図7は、本発明の第4の実施の形態で用いられうる電子モジュールの平面図である。 図8は、本発明の第5の実施の形態で用いられうる電子モジュールの平面図である。 図9は、本発明の第6の実施の形態で用いられうる電子モジュールの平面図である。 図10は、本発明の第7の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。 図11は、本発明の第8の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。 図12は、本発明の第8の実施の形態で用いられうる別の例における電子モジュールの縦断面図である。 図13は、本発明の第9の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。 図14は、本発明の第9の実施の形態で用いられうる別の例における電子モジュールの縦断面図である。
第1の実施の形態
《構成》
本実施の形態において、「頂面側」は図2の上方側を意味し、「底面側」は図2の下方側を意味する。図2の上下方向を「第一方向」と呼び、左右方向を「第二方向」と呼び、紙面の表裏方向を「第三方向」と呼ぶ。第二方向及び第三方向を含む面内方向を「面方向」という。
図1に示すように、本実施の形態の電子モジュールは、基板5(図2参照)と、基板5に設けられた電子素子80と、基板5の周縁に設けられた枠体20と、枠体20内に設けられ、電子素子80を封止する樹脂からなる封止部90と、を有してもよい。封止部90に用いられる樹脂としては熱硬化性樹脂を挙げることができ、例えば低粘度のシリコーン樹脂等を挙げることができる。図1に示すように、枠体20には電子素子80と外部装置とを電気的に接続するための端子40が設けられてもよい。電子素子80としては、半導体素子等を挙げることができる。
基板5の底面から枠体20の頂面までの高さが第一閾値以下となってもよい。図2に示すように、枠体20の頂面に、少なくとも内周側にエッジ部13を有する溝部10が設けられてもよい。第一閾値は15mm以下の数値であって上限は15mmである。より低背化された電子モジュールであれば第一閾値は例えば10mm以下であり、例えば6mmである。
本実施の形態の溝部10は一つの凹部11を有している。凹部11の縦断面は略矩形状となっている。凹部11の縦断面は、長方形であってもよいし正方形であってもよいし、その他の形状であってもよい。本実施の形態における「略矩形状」とは、断面において、側面が対向する辺を形成するようになっていれば足りる。
エッジ部13(図2参照)とは面取りされていない部分のことであり、例えば縦断面におけるRが0.5mm以下となることを意味している。エッジ部13のRを0.3mm以下としてもよいし、0.1mm以下としてもよいし、0mmとしてもよい。
電子素子80の厚みは0.3mm程であってもよく、基板5の厚みは2mm程であってもよい。電子素子80にはワイヤが接続されてもよい。このようにワイヤを接続する場合には、ワイヤの高さは3mm程であってもよい。
基板5の底面から枠体20の頂面までの高さから、基板5の底面から封止部90内に封入される部材の頂点(例えば、電子素子80の頂面にワイヤが接続されている場合にはワイヤの頂面側の端部)までの高さを差し引いた差は、第二閾値以下となってもよい。第二閾値は10mm以下の数値であって上限は10mmである。より低背化された電子モジュールであれば第二閾値は例えば5mm以下であり、例えば1mmである。
溝部10は枠体20の頂面の全周にわたり設けられてもよい。この際、溝部10は枠体20の頂面の全周にわたり連続的に設けられてもよいし、断続的に設けられてもよい。
《作用・効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果の一例について説明する。なお、「作用・効果」で説明するあらゆる態様を、上記構成で採用することができる。
本実施の形態のようなエッジ部13を採用した場合には、エッジ部13において枠体20内から流れ出た樹脂の表面張力の接触角を変えて接触角を大きくすることができ、その結果、樹脂の流れを止めることができる点で有益である。エッジ部13が凹部11の外周側にも設けられている場合には、凹部11からさらに周縁外方に流れ出ることを防止できる点で有益である。
例えば低粘度のシリコーン樹脂を封止部90の材料である樹脂として採用した場合には、封止樹脂が枠体20の内側面に沿って這い上がる傾向にある。特に、基板5の底面から枠体20の頂面までの高さが第一閾値以下となる低背化された電子素子80であれば、這い上がった樹脂が枠体20の外方に流れ出ることもある。この点、本実施の形態では、エッジ部13が設けられていることから、這い上がった樹脂が止まりやすくなる。
このように樹脂の流れを止める観点からすると、エッジ部13のRは小さいほうがよく、エッジ部13のRを0.3mm以下とすること好ましく、0.1mm以下とすることがより好ましく、0mmとすることがさらにより好ましい。
また、凹部11を設けることで、樹脂がエッジ部13を超えたとしても、当該樹脂が凹部11内に流れ込む。このため、このことによっても樹脂が枠体20の外方に流れ出ることを防止できる。
溝部10が枠体20の頂面の全周にわたり設けられる態様を採用した場合には、枠体20の周縁全体において樹脂が外方に流れ出ることを防止できる。
また、エッジ部13を有する凹部11を枠体20の頂面に設けるだけであるので、従前と比較して面方向の大きさを実質的に大きくすることなく、前述したような効果を得ることができる点で有益である。
第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
第1の実施の形態では、溝部10が一つの凹部11を有する態様であった。本実施の形態では、図3乃至図5に示すように、溝部10が複数の凹部11を有する態様となっている。凹部11の各々は少なくとも内周側にエッジ部13を有してもよい。その他の構成については、第1の実施の形態と同様であり、第1の実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。第1の実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
本実施の形態のように複数の凹部11を設けた場合には、最も内周側の凹部11を超えた樹脂があったとしても、次の凹部11のエッジ部13によって当該樹脂の流れを止めることができる点で有益である。
複数の凹部11が設けられる場合には、凹部11の深さが異なるようになってもよい。一例としては、図4に示すように、内周側の凹部11の深さは外周側の凹部11の深さよりも深くなってもよい。この場合には、内周側の凹部11内に樹脂を留めることで樹脂の流れの勢いを弱め、外周側の凹部11のエッジ部13によってより確実に樹脂の流れを止めることを期待できる点で有益である。このような態様とは異なり、図5に示すように、外周側の凹部11の深さは内周側の凹部11の深さよりも深くなってもよい。
第3の実施の形態
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
上記各実施の形態では、枠体20の頂面全体にわたって溝部10が設けられている態様であったが、本実施の形態では、図6に示すように、端子40と基板5との間にだけ溝部10が設けられている。上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。本実施の形態では、溝部10は各端子40に対して1つの凹部11を有する態様となっているが、これに限られることはなく、後述する第4の実施の形態で説明するように溝部10は各端子40に対して2つ以上の凹部11を有してもよい。
端子40を樹脂が覆ってしまうと端子40と外部装置とを電気的に正常に接続できないことがある。この場合には電子素子80を正常に駆動させることができず、電子モジュールとしての機能を失ってしまう可能性がある。このため、本実施の形態のように端子40と基板5との間に溝部10を設けることで、端子40に樹脂が被らないようにすることは非常に有益である。
また、本実施の形態では、端子40と基板5との間にだけ溝部10が設けられており、他には溝部10が設けられていないことから、溝部10を形成する加工の手間を抑えることができる点で有益である。
なお、端子40が複数ある場合には各端子40に対応して凹部11が設けられてもよいが、これに限られることはなく、一部の端子40に対応して凹部11が設けられ、残りの端子40に対応する凹部11は設けられなくてもよい。
第4の実施の形態
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態では端子40に対して一つの凹部11が設けられる態様であったが、本実施の形態では、図7に示すように、各端子40に対して複数の凹部11が設けられる態様となっている。その他の構成は、第3の実施の形態と同様である。上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
本実施の形態のように複数の凹部11を設けることで、最も内周側の凹部11を超えた樹脂があったとしても、次の凹部11のエッジ部13によって当該樹脂の流れを止めることができる点で有益である。
複数の凹部11が設けられる場合には、凹部11の深さが異なるようになってもよい。一例としては、内周側の凹部11の深さは外周側(図7の左側)の凹部11の深さよりも深くなってもよい。この場合には、内周側の凹部11内に樹脂を留めることで樹脂の流れの勢いを弱め、外周側の凹部11のエッジ部13によってより確実に樹脂の流れを止めることを期待できる点で有益である。このような態様とは異なり、外周側の凹部11の深さは内周側の凹部11の深さよりも深くなってもよい。
第5の実施の形態
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。
端子40の周縁内方の位置に設けられる第一凹部11aと、それ以外の箇所に設けられる第二凹部11bは異なる態様となってもよい。本実施の形態では、図8に示すように、第一凹部11aの幅が第二凹部11bの幅よりも太くなっている。上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。本実施の形態では、図8に示すように、一部の第一凹部11aと第二凹部11bが連通する態様になっているが、これに限られることはなく、第一凹部11aと第二凹部11bは連通されていなくてもよい。
本実施の形態のように第一凹部11aの少なくとも一部が第二凹部11bと連通し、第一凹部11aが第二凹部11bよりも幅が太くなることで、仮に第一凹部11aに樹脂が流れ込んだとしても、当該樹脂が第一凹部11aの周縁外方側に超える前に第二凹部11b内に樹脂が流れることを期待できる。このため、端子40に樹脂が被る可能性を低減できる点で有益である。なお、本実施の形態において「周縁外方」とは封止部90が設けられる箇所から見て周縁外方であることを意味し、「周縁内方」とは封止部90が設けられる箇所から見て周縁内方であることを意味する。このため図8に示す態様において端子40の周縁内方側とは、端子40と封止部90の間の領域のことを意味している。
第6の実施の形態
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。
本実施の形態でも、端子40の周縁内方の位置に設けられる第一凹部11aと、それ以外の箇所に設けられる第二凹部11bが異なる態様となっている。本実施の形態では、第二凹部11bの数よりも第一凹部11aの数が多くなっている。一例として、図9に示す態様では、各端子40に対応して2つの第一凹部11aが設けられて2重に設けられているが、第二凹部11bは1つ設けられて1重に設けられているだけである。上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
本実施の形態のように第一凹部11aの数を第二凹部11bの数よりも増やすことで、端子40に対応する箇所で周縁外方に樹脂が広がることを抑制でき、より確実に、端子40に樹脂が被る可能性を低減できる点で有益である。
第7の実施の形態
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、図10に示すように、枠体20の頂面に、下辺が上辺よりも長い台形の凹部11が設けられる態様となっている。上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができ、例えば複数の凹部11を設けることもできる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
本実施の形態では、短辺が頂面側に設けられ長辺が底面側に設けられる台形の凹部11が形成されている。このような凹部11を形成することは、矩形上の凹部11を形成する場合と比較して困難である。しかしながら、このような凹部11を形成することで、枠体20の頂面と凹部11の内側面との間で形成される角度を大きくすることができ、より強い樹脂の表面張力によって頂面に流れ出た樹脂が凹部11内に流れ込むことを抑制できる。
また、凹部11内に流れ込んだ樹脂が凹部11から周縁外方に向かって流れ出ようとするときにも枠体20の頂面と凹部11の内側面との間で形成される角度を大きくすることができ、より強い樹脂の表面張力によって凹部11内に流れ込んだ樹脂が凹部11から周縁外方に向かって流れでることを抑制できる。
第8の実施の形態
次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。
上記各実施の形態では、枠体20の頂面に溝部10が設けられている態様であったが、本実施の形態では、図11に示すように枠体20の内周面に溝部10が設けられる態様となっている。溝部10は封止部90の少なくとも中心位置よりも上方に位置づけられている。上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができ、上記各実施の形態と同様に枠体20の頂面に溝部10を設けてもよい。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
本実施の形態では、枠体20の内側面を這い上がってくる樹脂を枠体20の内周面に設けられた溝部10の凹部11内に留めることができ、ひいては、樹脂が枠体20の頂面にまで上がってくることを防止できる。この結果、枠体20の周縁外方に樹脂が流れ出てしまったり、端子40に樹脂が被ってしまったりすることを防止できる。
樹脂は枠体20の内側面に沿って這い上がってくることから、封止部90の周縁部では溝部10の底面側の端部(下端部)よりも封止部90が頂面側(上方)に位置づけられることはあるが、封止部90の少なくとも中心位置は溝部10の底面側の端部よりも底面側に位置づけられている。
なお、枠体20の内周面に凹部11を設けるだけであるので、従前と比較して面方向の大きさを大きくすることなく、前述したような効果を得ることができる点で有益である。
また、本実施の形態の凹部11も前述した他の実施の形態と同様、エッジ部13を有してもよい。このようにエッジ部13を有する場合には、樹脂の表面張力によって凹部11内に樹脂が流れ込むことを防止でき、ひいては、樹脂の這い上がりを抑制できる点で有益である。
また、前述した他の実施の形態でも説明したように、凹部11は複数設けられてもよい。このように複数の凹部11が設けられる場合には、凹部11の深さ(本実施の形態では面方向に沿った深さ)が異なるようになってもよい。一例としては、図12に示すように、底面側の凹部11の深さは頂面側の凹部11の深さよりも深くなってもよい。この場合には、底面側の凹部11内に樹脂を留めることで樹脂の流れの勢いを弱め、頂面側の凹部11のエッジ部13によってより確実に樹脂の流れを止めることを期待できる点で有益である。このような態様とは異なり、頂面側の凹部11の深さは底面側の凹部11の深さよりも深くなってもよい。
本実施の形態の溝部10は枠体20の内側面の全周にわたり設けられてもよい。この際、溝部10は枠体20の頂面の全周にわたり連続的に設けられてもよいし、断続的に設けられてもよい。
第9の実施の形態
次に、本発明の第9の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、図13に示すように、枠体20の内周面であって封止部90の少なくとも中心部よりも頂面側に、内周側に突出した突出部16が設けられている。上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができ、枠体20の頂面に溝部10を設けてもよいし、枠体20の内周面に溝部10が設けられてもよい。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
本実施の形態では、枠体20の内側面を這い上がってくる樹脂を枠体20の内周面に設けられた突出部16で止めることができ、ひいては、樹脂が枠体20の頂面にまで上がってくることを防止できる。この結果、枠体20の周縁外方に樹脂が流れ出てしまったり、端子40に樹脂が被ってしまったりすることを防止できる。
樹脂は枠体20の内側面に沿って這い上がってくることから、封止部90の周縁部では突出部16の底面側の端部(下端部)よりも封止部90が頂面側(上方)に位置づけられることはあるが、封止部90の少なくとも中心位置は突出部16の底面側の端部よりも底面側に位置づけられている。
突出部16は図13に示すように枠体20の頂面に沿って設けられてもよく、枠体20の頂面の高さ位置と突出部16の高さ位置とが合致してもよい。このような位置に設けることで這い上がる力がある程度弱まった樹脂を突出部16で止めることができ、より確実に樹脂が枠体20の頂面に及んでしまうことを防止できる点で有益である。
本実施の形態では、枠体20の内周面に突出部16を設けるだけであるので、従前と比較して面方向の大きさを大きくすることなく、前述したような効果を得ることができる点で有益である。
突出部16は第一方向に沿って複数設けられてもよい。また、複数の突出部16が設けられる場合には、第一方向に沿って設けられた突出部16の長さ(面方向に沿った長さ)が異なってもよい。一例としては、図14に示すように底面側の突出部16の長さは頂面側の突出部16の長さよりも短くなってもよい。このような態様とは異なり、頂面側の突出部16の長さは底面側の突出部16の長さよりも短くなってもよい。
本実施の形態の突出部16は枠体20の内側面の全周にわたり設けられてもよい。この際、突出部16は枠体20の頂面の全周にわたり連続的に設けられてもよいし、断続的に設けられてもよい。なお、第一方向に沿って複数の突出部16が設けられる場合には、突出部16の間で上記第8の実施の形態で示したような凹部11に対応する構成が形成される。このため、底面側に設けられた突出部16の頂面側の端部がエッジ部13を有することで、突出部16の当該エッジ部13によって突出部16の間に樹脂が流れ込むことを防止できる点で有益である。
上述した各実施の形態の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。
5 基板
11 凹部
13 エッジ部
16 突出部
20 枠体
40 端子
80 電子素子
90 封止部

Claims (4)

  1. 基板と、
    前記基板に設けられた電子素子と、
    前記基板に接続された端子と、
    前記基板の周縁に設けられた枠体と、
    前記枠体内に設けられ、前記電子素子を封止する樹脂からなる封止部と、を備え、
    前記端子は、前記基板から前記枠体内を延びて前記枠体の上面に露出するように配置され、
    平面視において前記端子と前記基板の間に位置する前記枠体の上面に、凹部形状の第1溝部が設けられ
    前記樹脂が前記枠体内から流出した際に、当該樹脂が前記第1溝部に流入することにより当該樹脂が前記端子側に流出することを防ぐように構成された電子モジュール。
  2. 平面視において前記端子と前記基板の間に位置する前記枠体の上面に、二つの第1溝部が設けられている請求項1に記載の電子モジュール。
  3. 前記第1溝部が設けられた位置以外の前記枠体の上面に、平面視において前記基板を囲むように第2溝部が設けられている請求項1又は2に記載の電子モジュール。
  4. 前記第1溝部の幅が前記第2溝部の幅よりも大きくなっている請求項3に記載の電子モジュール。
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