JPH0274058A - バイブリッドｉｃモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ハイブリッドＩＣをケースボッティング法
で樹ｒＦｉｔｉ止したハイブリッドＩＣモジュールに関
するものである。

従来の技術 シリコーン樹脂は電気絶縁性、耐熱性、難燃性、耐湿性
、防水性等に優れるとともに、特に高弾性率を有するこ
とから、このシリコーン樹脂によりハイブリッドＩＣを
コーティングすると、その表面に実装された電子部品に
対する蛎械的応力あるいは熱的応力が抑えられるため、
ハイブリッドＩＣの信頼性を確保する上で有効な手段で
ある。

特開昭５８−１１１３９７２号公報には、シリコーン樹
脂をケース内に充填して樹脂封止した電子回路基板封止
構造が示されている。これは、電子同語基板を収容した
ケース内に、ゲル状シリコーンゴムを充填するとともに
、このケースの上部開口付近には、接肴性シリコーンゴ
ムを充填したもので、耐熱性、耐温度サイクル性に優れ
たシリコーン１ｌｌＩ脂を用いることによって、従来の
エポキシ樹脂を充填した場合等に、温度サイクルによる
ストレスから亀裂が生じて封止不良となるのを防止する
ものである。しかし、この場合、シリコーン樹脂を多量
に使用するため高価となり、また、シリコーン樹脂は高
弾性率であるがため、車両等の使用条件下で振動が加わ
ると、ケース内に充填されたシリコーン樹脂の表面が車
両等の振動と共振し、大きく波打つ現象が発生するとい
うことがあり、このような現象が発生すると、ハイブリ
ッドＩＣに実装された電子部品に大きな力が加わり、リ
ード切断等の電子部品の破損を招く虞れがある。

そのため従来から、例えば、格子状のｊＩ４造物を、シ
リコーン樹脂の表面に配置することによって共振現象の
発生を防止する方法が採られている。

発明が解決しようとする課題 しかし、格子状の構造物を用いて充填したシリコーン樹
脂の共振を防ぐ従来の方法においては、ハイブリッドＩ
Ｃモジュールの内部に、新たに格子状の構造物を配置す
る必要があるため製造工程が増加し、製造コストが高く
なるという問題があった。

また、低コスト化を図る方法としては、特開昭６２−３
２６９６号公報に示されているように、セラミックス多
孔質体（高い空孔率を有する３次元骨格構造体）を用い
る方法があるが、このようなセラミックス多孔質体は、
その周囲に充填される１・１止用の樹脂に比べて硬く、
かつ熱膨張率の差も大きいため、機械的応力あるいは熱
的応力が、そのままセラミックス多孔質体の周囲に充填
されている樹脂に加わる。したがって、繰返し加わる応
力によって封止用樹脂の劣化が早まり、その結果、ハイ
ブリッドＩＣモジュールの信頼性、耐久性が損なわれる
虞れがあった。

この発明は上記した技術的背景の下になされたもので、
耐震強度に優れるとともに、比較的安価なハイブリッド
ＩＣモジュールの提供を目的としている。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段としてこの発明は、ハイ
ブリッドＩＣを収容したケース内に、樹脂を充填して封
止したハイブリッドＩＣモジュールにおいて、前記ケー
ス内に充填される樹脂が、ハイブリッドＩＣの周囲を被
覆する非発泡シリコーン樹脂からなる第１層と、この第
１層の表面を被覆する発泡性シリコーン樹脂からなる第
２１とで構成されていることをＶｔ１ｔとしている。

作　　　用 上記のように構成することにより、ハイブリッドＩＣの
周囲を被覆する第１層の非発泡シリコーン樹脂が高弾性
率であるため、ハイブリッドＩＣ上に実装された電子部
品への闘械的応力および熱的応力を抑える。また第２層
の発泡性シリコーン１１脂が、第１層の非発泡シリコー
ン樹脂と富者してその表面を覆い、この第１層の共振を
防止する。

実施例 以下、この発明のハイブリッドＩＣモジュールの実施例
を第１図ないし第９図を参照して説明する。

第１図ないし第６図はこの考案の第１実施例を示すもの
で、第１図はハイブリッドＩＣモジュール用のケース１
で、このケース１の材質は、このケース１内に収容され
るハイブリッドＩＣを保護するのに必要な機械的強度を
有するとともに、ゲル状のシリコーン樹脂に対する接着
性があれば、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼等の金属
、あるいはポリブチレンテレフタレート（ＰＡＴ）　、
ポリカーボネート（ＰＣ）　、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）　、ナイロン等のプラスチックでもよい
。

次に、ケース１を用いてハイブリッドＩＣモジュールを
製造する工程を第２図ないし第６図に蟇いて説明する。

まず、ハイブリッドＩＣ２を、ケース１内の底部側にエ
ポキシ系あるいはシリコーン系等の接着剤により接着し
て取付ける（第２図参照）。このハイブリッドＩＣはセ
ラミック基板、金属基板あるいはプラスチック基板等の
回路基板の表面に厚膜回路（図示ぜず）が形成され、ま
たチップコンデンサ、チップ抵抗、チップトランジスタ
等の電子部品３，４が実装されている。

つぎに非発泡シリコーン樹脂の樹脂液５をケース１内に
流し込み、７０〜１５０℃で３０分程度加熱して硬化さ
せ、ケース１内に収容されているハイプリントＩＣ２の
周囲を、ゲル状のシリコーン樹脂の第１層５′で覆う。

次に、ケース１内に発泡性シリコーン樹脂の樹脂液６を
注入する（第４図参照）。この発泡性シリコーン樹脂６
は、通常、２液性熱硬化型の樹脂で、加熱することによ
り発泡し、樹脂液の容積の２〜５倍程度に膨張し硬化す
るものである。

そして、発泡性シリコーン樹脂液６を注入した後、室温
に放置しておくか、より反応を促進させるために加熱す
ると、発泡性シリコーン樹脂の樹Ｉｆ７液６は発泡して
ケース１内に充満し、硬化して多孔質の第２層６′が形
成される（第５図参照）。

発泡性シリコーン樹脂の第２層６′が形成されたら、こ
の第２層６′の上部が蓋体７に当接するようにして、ケ
ース１の上部開口を、ケース１と同一材からなる硬質樹
脂製等の益体７で密閉してハイブリッドＩＣモジュール
８が完成する。

このようにハイブリッドＩＣモジュール８は、ケース１
内に収容したハイブリッドＩＣ２の周囲を、高弾性率の
非発泡シリコーン樹脂の第１層５′で被覆するとともに
、発泡性シリコーン樹脂の第２層６′を、前記第１層５
′の表面を蕾いかつケース１内に充満するように形成し
、さらに益体７でケース１を密閉したので、高弾性率の
第１層により、外界からの機械的応力あるいは熱的応力
が緩和されるとともに、ケース１内に満された第２層６
′が第１層５′となじみ易い発泡性シリコーン樹脂であ
ることにより第１層５′と第２層６′とが一体化して、
共振現象の発生が有効に抑えられ、さらに、第２層６′
の上部が蓋体７に当接して、さらに共振を防ぐので、耐
久性に優れ、信頼性の高いハイブリッドＩＣモジュール
とすることができる。また第２層６′を発泡性シリコー
ン樹脂としたことにより、シリコーン樹脂の使用量が低
減され、コストダウンが図れる。

また、第７図ないし第９図は第２実施例としてハイブリ
ッドＩＣモジュールの別の製造工程を示すもので、先ず
、前記第１実施例のハイブリッドＩＣモジュールの場合
の製造工程（第２図および第３図）と同様に、ケース１
内にハイブリッドＩＣ２を取付けた後、非発泡シリコー
ン樹脂の樹脂液５を注入にし、硬化させて、ハイブリッ
ドｒＣ２の周囲を覆うように第１層５′を形成し、さら
にケース１内に発泡性シリコーン樹脂の樹脂液６を注入
した後、ケース１の上部開口をエア抜き孔１７ａ付きの
益体１７で閉塞する（第７図参照）。

次に、室温に放置しておくか、より反応を促進させるた
めに加熱すると、発泡性シリコーン樹脂の樹脂液６は発
泡してケース１内に充満する。このとき、発泡性シリコ
ーン樹脂の膨張に伴ってケース１内の空気はエア抜き孔
１７ａから排出され、ケース１内に空隙がない状態に充
満し、前記第１層５′の表面に多孔質の第２層６′が形
成される。

この第２１１６’は、第１層５′となじみ易く、一体止
するとともに、ケース１の周囲の壁面に密着し、さらに
蓋体１７とも密着する。

また、発泡した余分な樹脂６ｎはエア抜き孔１７ａから
溢れ出させることにより、ケース１内の圧力上昇による
益体１７の脱離および内部応力によるハイブリッドＩＣ
の損傷等が防止される（第８図１１１照ン　。

そして、エア抜き孔１７ａから溢れた樹１ｆｉ６“を除
去した後、エア抜き孔１７ａを密閉１１１９により閉止
して、ハイブリッドＩＣモジュール１８が完成する（第
９図参集）。

このようにハイブリッドＩＣモジュール１８は、ケース
１内に収容したハイブリッドＩＣ２の周囲を、高弾性率
の非発泡シリコーン樹脂の第１層５′で被覆するととも
に、発泡性シリコーン樹脂の第２層６′が、前記第１層
５′の表面を覆いかつケース１内に空隙のない状態に充
満するように形成されるので、高弾性率の第１曙により
、外界からの機械的応力あるいは熱的応力が緩和され、
また前記第１実施例の場合と同様に、ケース１内に満さ
れた第２層６′によって共振現象の発生が抑えられると
ともに、内部に水分の溜まる空隙がないため、耐久性に
優れ、より信頼性の高いハイブリッドＩＣモジュールと
することができる。

なお、前記両実絶倒においては、第１層５′を形成する
樹脂としてゲル状のシリコーン樹脂を用いたが、ハイブ
リッドＩＣモジュール８，１８の使用条件が厳しくない
場合には、ゴム状のシリコーン樹脂を使用することもで
きる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明のハイブリッドＩＣモジュー
ルは、ケース内に充填される樹脂が、ハイブリッドＩＣ
の周囲を被覆する非発泡シリコーン樹脂からなる第１１
ｉｌと、この第１層の表面を被覆する発泡性シリコーン
樹脂からなる第２層とで構成されているので、外界から
の機械的応力および熱的応力を緩和できるとともに、車
両等の使用条件下で振動が伝わっても共振しないため、
耐久性に優れ、信頼性の高いハイブリッドＩＣモジュー
ルとすることができる。また、第２層に発泡性シリコー
ン樹脂を用いているので、シリコーン樹脂の使用量を低
減され、離燃性を損なうことなく低コスト化が図れる等
の効果を有する。また、製造設備等は従来のハイブリッ
ドＩＣモジュールの製造設備をそのまま流用できるので
、新たに設備賀を投下する必要がない等の利点を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の第１実施例を示し、第
１図はケースの断面図、第２図はケースにハイブリッド
ＩＣを取付けた状態を示す断面図、第３図は非発泡シリ
コーン樹脂を注入した状態を示す断面図、第４図は第１
層の上に発泡性シリコーン樹脂を注入した状態を示す断
面図、第５図は発泡性シリコーン樹脂を発泡させて第２
層を形成した状態を示す断面図、第６図は蓋体で密閉し
た完成品の断面図、第７図ないし第９図は第２実施例を
示し、第７図は第１層の上に発泡性シリコーン樹脂を注
入して蓋体をした状態を示す断面図、第８図は発泡させ
て第２層を形成した状態を示す断面図、第９図は完成品
を示す断面図である。 １・・・ケース、　２・・・ハイブリッドＩＣ１３゜４
・・・チップ部品、　５・・・非発泡シリコーン樹脂液
、５′・・・第１層、　６・・・発泡性シリコーンの樹
脂液、６′・・・第２層、　７，１７・・・蓋体、　１
７ａ・・・エア抜き孔、　８，１８・・・ハイブリッド
ＩＣモジュール。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　　豊　１）武久 （ほか１名） 第１図 第４図 第２図 第５図 第３図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ハイブリッドＩＣを収容したケース内に、樹脂を充填
   して封止したハイブリッドＩＣモジュールにおいて、前
   記ケース内に充填される樹脂が、ハイブリッドＩＣの周
   囲を被覆する非発泡シリコーン樹脂からなる第１層と、
   この第１層の表面を被覆する発泡性シリコーン樹脂から
   なる第２層とで構成されていることを特徴とするハイブ
   リッドＩＣモジュール。