WO2015107997A1 - モジュール基板 - Google Patents

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WO2015107997A1
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bare chip
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八木　茂幸
小宮谷　壽郎
孝 沼田
杠　幸治
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住友ベークライト株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a module substrate.
  • an apparatus for controlling the operation (drive) of a motor an apparatus including a module substrate having a circuit board and a transistor mounted on the circuit board is known (for example, see Patent Document 1).
  • the transistor used for such a module substrate has three terminals protruding like legs, as represented by a transistor having a model number of “2SC1815”.
  • the transistor is mounted on the circuit board in a state where the transistor is entirely supported by the three terminals. In this case, in the module substrate, the portion where the transistor is mounted has the maximum thickness.
  • a storage space in the motor driver must be designed in consideration of the maximum thickness. As a result, the motor driver is increased in size.
  • An object of the present invention is to provide a module substrate that can be reduced in size and thickness.
  • a module board having a function of controlling the operation of a motor, A plate-like metal layer made of a metal material, a circuit pattern provided on one side of the metal layer and made of a conductive material, and provided between the metal layer and the circuit pattern An insulating layer that insulates them, and a solder resist layer that covers at least a part of the circuit pattern, and the metal layer of the metal layer, the circuit pattern, the insulating layer, and the solder resist layer.
  • a circuit board which is the thickest layer, A group of electronic components disposed on the circuit board, comprising: a bare chip body; and a terminal provided on the opposite side of the circuit pattern of the bare chip body and electrically connected to the circuit pattern.
  • a group of electronic components including a bare chip; A module substrate comprising a resin material and comprising at least the bare chip and a sealing member that seals a portion of the circuit pattern connected to the bare chip and its periphery.
  • the insulating layer has a portion exposed from the circuit pattern, The module substrate according to (1), wherein the solder resist layer covers at least a part of the portion.
  • the material constituting the sealing member includes the resin material and a filler
  • the at least one bare chip includes a plurality of the bare chips arranged in a plurality of columns, The module substrate according to any one of (1) to (5), wherein the sealing member collectively seals the plurality of bare chips.
  • the bare chip body of the bare chip has a small piece shape, and the terminal is electrically connected to the circuit pattern via a conductive wire,
  • the electronic component group includes the at least one bare chip sealed by the sealing member and an electronic component exposed from the sealing member and different from the bare chip.
  • the module substrate according to any one of (10).
  • the circuit board is rectangular in plan view, The module substrate according to (12), wherein the at least one bare chip and the electronic component are arranged on opposite sides of each other via a center line in a short direction of the circuit board.
  • circuit pattern according to any one of (1) to (14), wherein the circuit pattern includes a wiring that is linear in a plan view of the circuit board, and a middle portion of the wiring is bent at an obtuse angle.
  • the module substrate described.
  • a module substrate having a function of controlling the operation of the motor, A plate-like metal layer made of a metal material, a circuit pattern provided on one side of the metal layer and made of a conductive material, and provided between the metal layer and the circuit pattern An insulating layer that insulates them, and the circuit board in which the metal layer of the metal layer, the circuit pattern, and the insulating layer is the thickest layer; A group of electronic components disposed on the circuit board, comprising: a bare chip body; and a terminal provided on the opposite side of the circuit pattern of the bare chip body and electrically connected to the circuit pattern.
  • An electronic component group including a bare chip and an electronic component different from the bare chip; It is made of a material including a resin material, and at least exposes the electronic component, and includes at least the bare chip, and a sealing member that seals a portion of the circuit pattern connected to the bare chip and its periphery.
  • Feature module board is made of a material including a resin material, and at least exposes the electronic component, and includes at least the bare chip, and a sealing member that seals a portion of the circuit pattern connected to the bare chip and its periphery.
  • the circuit board is rectangular in plan view, The module substrate according to (16) or (17), wherein the at least one bare chip and the electronic component are arranged on opposite sides of each other via a center line in a short direction of the circuit board.
  • the solder resist layer has a step eliminating portion formed so as to fill a step between the circuit pattern and the insulating layer.
  • the bare chip can be directly sealed with respect to the circuit board using the sealing member.
  • the module substrate can be reduced in size and thickness.
  • FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a module substrate of the present invention.
  • FIG. 2 is a view seen from the direction of arrow A in FIG.
  • FIG. 3 is a view seen from the direction of arrow B in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line DD in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a module substrate of the present invention.
  • FIG. 2 is a view seen from the direction of arrow A in FIG.
  • FIG. 3 is a view seen from the direction of arrow B in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line DD in FIG.
  • the left-right direction in FIG. 1 is referred to as “x-axis direction”
  • the up-down direction is referred to as “y-axis direction”
  • the depth direction in the drawing is referred to as “z-axis direction”.
  • These coordinate axes correspond to the coordinate axes in FIG. 4 and 5, the upper side is referred to as “upper” or “upper”, and the lower side is referred to as “lower” or “lower”.
  • the module board 1 shown in FIG. 1 is a control board for controlling the operation (drive) of the motor.
  • the module substrate 1 includes a circuit board 2, an electronic component group 10, and a sealing member 3.
  • the motor controlled by the module substrate 1 is not particularly limited, and examples thereof include an SR (Switched Reluctance) motor used for a drive source of an electric vehicle.
  • the circuit board 2 is a circuit board for mounting a three-phase (U phase, V phase, W phase) output inverter circuit. As shown in FIG. 1, the circuit board 2 is a plate-like member that has a long side extending along the x-axis direction and a short side extending along the y-axis direction, and has a rectangular shape in plan view. It is.
  • the circuit board 2 has a metal layer 21, an insulating layer 22, a circuit pattern 23, and a solder resist layer 24, and these are from the lower side in the drawing along the z-axis direction. It is the laminated body laminated
  • the metal layer 21 has a thickness t 1 that is the thickest in the circuit board 2, and is mainly responsible for the rigidity of the circuit board 2. Thereby, for example, when the module substrate 1 is mounted on an electric vehicle, the mounting operation can be easily performed and the subsequent mounting state is stabilized.
  • the ratio of the thickness t 1 to the total thickness t total of the circuit board 2 is not particularly limited, and is preferably 60 to 99%, for example, and more preferably 80 to 90%.
  • the thickness t 1 is preferably 0.5 to 5 mm, and more preferably 1 to 2 mm.
  • the thickness t 1 is less than this lower limit, the other conditions, the strength of the metal layer 21 is insufficient, there is a case where warpage occurs.
  • the thickness t 1 exceeds the upper limit, depending on the other conditions, it is difficult to thin the circuit board 2. In this case, the material cost of the metal layer 21 may increase.
  • heat generated from the electronic component group 10 can be released to the outside of the module substrate 1 through the metal layer 21. Thereby, it is possible to prevent the entire module substrate 1 from being excessively heated by the heat from the electronic component group 10.
  • the metal layer 21 is made of a metal material. Although it does not specifically limit as this metal material, For example, copper, aluminum, iron, or an alloy containing these with high heat conductivity is mentioned. Among these, as the metal material, aluminum or an aluminum-based alloy is preferable. When the metal layer 21 is made of aluminum or an aluminum-based alloy, the metal layer 21 becomes a substrate having a relatively high thermal conductivity, and can reliably dissipate heat generated on the circuit board 2.
  • the metal layer 21 may contain ceramic.
  • an insulating layer 22 is formed on the entire surface of the metal layer 21.
  • the insulating layer 22 is a layer that insulates the metal layer 21 from the circuit pattern 23.
  • the insulating layer 22 is made of an insulating material. Although it does not specifically limit as this insulating material, for example, various resin materials are mentioned, Especially an epoxy resin, cyanate resin, a phenol resin, etc. are preferable.
  • a constituent material of the insulating layer 22 a mixture of an insulating material and a filler (filler) may be used.
  • the insulating layer 22 exhibits excellent thermal conductivity by including a predetermined filler in its constituent material. Therefore, heat generated in the circuit pattern 23 due to the flow of heat and current generated from the electronic component group 10 on the circuit board 2 can be more efficiently transferred to the metal layer 21 via the insulating layer 22. Furthermore, when the constituent material of the insulating layer 22 includes a predetermined filler, the rigidity of the insulating layer 22 can be improved.
  • fillers examples include talc, calcined clay, unfired clay, mica, silicates such as glass, oxides such as titanium oxide and alumina, fused silica (fused spherical silica, fused crushed silica), Of silicon compounds like crystalline silica, carbonates like calcium carbonate, magnesium carbonate, hydrotalcite, hydroxides like aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium sulfate, calcium sulfate, calcium sulfite Sulfates or sulfites such as zinc borate, barium metaborate, borate such as aluminum borate, calcium borate, sodium borate, nitrides such as aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, glass fiber And fibers such as carbon fiber.
  • silicates such as glass
  • oxides such as titanium oxide and alumina
  • fused silica fused silica (fused spherical silica, fused crushed si
  • the thickness t 2 of the insulating layer 22 is not particularly limited.
  • the thickness t 2 is preferably 30 to 200 ⁇ m, and more preferably 50 to 150 ⁇ m. If the thickness t 2 is less than this lower limit, the other conditions, it may not be possible to secure a sufficient insulation property. On the other hand, if the thickness of the insulating layer 22 exceeds this upper limit, the heat dissipation may be reduced due to the thermal resistance of the insulating layer 22 depending on other conditions.
  • a circuit pattern 23 is formed on the insulating layer 22, that is, on the upper surface (one surface) side of the circuit board 2.
  • the circuit pattern 23 is mainly composed of a conductive metal material.
  • the circuit pattern 23 is a layer that functions as the wiring 231 on the circuit board 2 by being formed into a predetermined pattern according to the purpose.
  • a metal material which comprises the circuit pattern 23 For example, copper, aluminum, iron, silver, gold, or the alloy containing these is preferable.
  • the wiring 231 having a relatively small resistance value can be formed.
  • a method for forming the circuit pattern 23 is not particularly limited, and examples thereof include a method using an etching process.
  • the thickness t 3 of the circuit pattern 23 is not particularly limited.
  • the thickness t 3 is preferably 0.07 to 2 mm, and more preferably 0.1 to 0.5 mm. In the conventional general circuit board, the thickness of the circuit pattern is about 35 ⁇ m.
  • the module substrate 1 of this embodiment since the thickness of the circuit pattern 23 is sufficiently thicker than the conventional circuit pattern, a large current can be passed through the circuit pattern 23. That is, the module substrate 1 can exhibit high current conduction performance. Therefore, the module substrate 1 is suitable for use as a circuit board mounted on an electric vehicle that needs to pass a large current. Further, since a large current flows, heat in the circuit pattern 23 is also generated, but the heat is surely released to the outside of the module substrate 1 through the insulating layer 22 and the metal layer 21.
  • the circuit pattern 23 has a large number of wirings 231 that are linear in a plan view.
  • These wirings 231 include a wiring 231 having a bent portion 232 that is bent in the middle in the longitudinal direction.
  • the bending angle ⁇ of the bent portion 232 is an obtuse angle.
  • the bent portion 232 is a portion that is difficult to form by etching.
  • the bent portion 232 can be reliably formed as compared with the case where the portion where the bending angle ⁇ is an acute angle is formed. Thereby, it is possible to reliably prevent the wiring 231 from being disconnected at the bent portion 232.
  • a solder resist layer 24 is formed on the circuit pattern 23 as a coating layer covering at least a part thereof.
  • the circuit pattern 23 can be protected and deterioration of the circuit pattern 23 or a short circuit between the wirings 231 can be prevented.
  • the solder resist layer 24 is omitted in a portion where the bare chip 102 and the like constituting the electronic component group 10 are arranged and connected, and a part of the circuit pattern 23 (wiring 231) is a solder resist layer. 24 is exposed.
  • the circuit pattern 23 has a large number of wirings 231. Therefore, the circuit pattern 23 is missing between the wirings 231, and the insulating layer 22 is a portion (region) exposed from the circuit pattern 23. In this portion, a step (concave portion) 233 is generated between the circuit pattern 23 and the insulating layer 22 (see FIG. 5).
  • the solder resist layer 24 has a step eliminating portion 241 formed so as to fill the step 233 and come into contact with the insulating layer 22.
  • the step eliminating portion 241 is a portion whose thickness is thicker than other portions of the solder resist layer 24. Due to the presence of the stepped portion 241, the upper surface 242 of the solder resist layer 24 becomes a flat surface. Thereby, in a state where the module substrate 1 is mounted on the electric vehicle, it is possible to suppress as much as possible dust and the like from locally staying on the upper surface 242 in the portion where the solder resist layer 24 is exposed from the module substrate 1. it can.
  • the step 233 between the circuit pattern 23 and the insulating layer 22 is filled with the step eliminating portion 241.
  • the configuration of the solder resist layer 24 is not limited to this.
  • the solder resist layer 24 may be configured to cover a portion where the insulating layer 22 is exposed from the circuit pattern 23 without filling the step 233. Even in such a configuration, since the upper surface 242 of the solder resist layer 24 can be a flat surface, it is possible to suppress dust and the like from locally staying on the upper surface 242.
  • the constituent material of the solder resist layer 24 is not particularly limited, and for example, an insulating material similar to that of the insulating layer 22 can be used. More specifically, the material constituting the solder resist layer 24 preferably includes various resin materials mentioned as the insulating material constituting the insulating layer 22 and a filler (filler). In particular, the solder resist layer 24 preferably contains barium sulfate as a filler. When the material constituting the solder resist layer 24 includes such a filler, it is possible to improve characteristics such as heat resistance, electrical insulation, adhesion between the circuit pattern 23 and the insulating layer 22 of the solder resist layer 24. it can.
  • barium sulfate is chemically very stable and has the property of shielding radiation. Therefore, when the solder resist layer 24 includes a resin material and barium sulfate, the resin material is modified (deteriorated) depending on the environmental conditions (temperature, humidity, amount of radiation such as ultraviolet rays, etc.) in which the module substrate 1 is used. Can be suppressed. As a result, the durability of the solder resist layer 24 can be improved.
  • the filler content in the constituent material of the solder resist layer 24 is preferably 20 to 70 wt%, and preferably 30 to 60 wt%. Is more preferable. By satisfying the above conditions, it is possible to further improve characteristics such as heat resistance, electrical insulation, adhesion between the circuit pattern 23 and the insulating layer 22 of the solder resist layer 24.
  • the thickness t 4 of the portion excluding the step difference cancellation unit 241 of the solder resist layer 24 is not particularly limited. However, when the solder resist layer 24 includes the same insulating material as the insulating layer 22 described above, the thickness t 4 is preferably 10 to 100 ⁇ m, and more preferably 10 to 30 ⁇ m. If the thickness t 4 is less than the lower limit value, the other conditions, the solder resist layer 24 may not be sufficiently exhibited protection such as a circuit pattern 23. On the other hand, the thickness t 4 even exceeds the upper limit, there are cases where the improvement of more protection functions of the solder resist layer 24 is not observed.
  • the module substrate 1 of the present embodiment includes a driver IC 101, a bare chip 102, a resistor 103, a diode 104, a capacitor 105, and connectors 106 and 107 as electronic components constituting the electronic component group 10. Yes.
  • the module substrate 1 is provided with a plurality of the electronic components. Each electronic component is arranged symmetrically with respect to a center line that bisects the circuit board 2 in the x-axis direction.
  • Each driver IC 101 is a control IC that controls the drive of the bare chip 102, and is composed of, for example, an MPU (Micro Processing Unit) or the like.
  • MPU Micro Processing Unit
  • Each bare chip 102 is a semiconductor chip (silicon chip) and functions as a transistor.
  • this bare chip 102 has a bare chip main body in the form of a small piece, and a terminal 102c provided on the upper surface 102b (surface opposite to the circuit pattern 23) of the bare chip main body.
  • the lower surface 102 a (surface on the circuit pattern 23 side) of the bare chip body is directly fixed on the circuit pattern 23.
  • the fixing method is not particularly limited, and examples thereof include a method using adhesion (adhesion with an adhesive or a solvent).
  • the terminal 102c is exposed from the upper surface 102b of the bare chip body. That is, the terminal 102 c faces in the same direction as the upper surface 242 (one surface) of the solder resist layer 24 of the circuit board 2.
  • the terminal 102c is electrically connected to the circuit pattern 23 through a conductive wire 108. That is, the bare chip 102 is electrically connected to the circuit pattern 23 by wire bonding.
  • the module substrate 1 has eight bare chips 102. As shown in FIG. 1, two adjacent bare chips 102 form a pair of bare chips, and four bare chip pairs are arranged substantially along the x-axis direction.
  • each bare chip 102 is arranged near the center of the circuit board 2 in the x-axis direction. More specifically, each bare chip 102 is concentrated in the vicinity of the center line in the x-axis direction (longitudinal direction) of the circuit board 2. Thereby, the sealing area
  • Each diode 104 is composed of various diodes such as rectifier diodes.
  • Each capacitor 105 is a ceramic capacitor that suppresses, for example, a surge current and smoothes a direct current input to the circuit board 2.
  • Each connector 106 is a connector connected to an external power source (for example, a battery) via a cable. As a result, power is supplied to the module substrate 1.
  • an external power source for example, a battery
  • Each connector 107 is a connector connected to a motor controlled by the module substrate 1 via a cable. Thereby, the motor can be controlled by the module substrate 1.
  • each electronic component described above when an electric current is passed through the circuit pattern 23, each electronic component described above generates heat.
  • heat is easily generated in the bare chip 102 and the driver IC 101 when a large current flows. Therefore, in order to prevent a partial region of the module substrate 1 from becoming high temperature, it is preferable to sufficiently increase the separation distance between the bare chip 102 and the driver IC 101 that generate a relatively large amount of heat.
  • each bare chip 102 is arranged near the center line in the x-axis direction of the circuit board 2, and each driver IC 101 is placed in the x-axis direction (longitudinal direction) of the substrate 2. ) Near both ends. That is, each bare chip 102 is arranged inside the circuit board 2 with respect to each driver IC 101. Further, in the module substrate 1, the bare chips 102 and the driver ICs 101 are arranged on opposite sides of each other via a center line in the y-axis direction (short direction) of the circuit board 2.
  • each bare chip 102 and each driver IC 101 can be made sufficiently large, and damage and malfunction of each electronic component including the bare chip 102 and the driver IC 101 itself can be prevented over a long period of time. can do.
  • the sealing member 3 is a member mainly composed of a material including a resin material that collectively seals the eight bare chips 102. Further, the sealing member 3 also seals the resistor 103 and the diode 104 in the periphery of the portion connected to the bare chip 102 of the circuit pattern 23 and in the configuration shown in FIG.
  • the driver IC 101 and the like mounted on the circuit board 2 are packaged (sealed) with an insulating material.
  • electronic components that generate a larger amount of heat than the bare chip 102 such as the driver IC 101 that is already packaged are exposed from the module substrate 1, and only the unpackaged bare chip 102 and its peripheral region are exposed. Is sealed with a sealing member 3.
  • the constituent material of the sealing member 3 since only the bare chip 102 and its peripheral region are sealed with the sealing member 3, it is possible to suppress the use amount of a material constituting this (hereinafter referred to as “the constituent material of the sealing member 3”). it can. In addition, since the driver IC 101 and the like that are already packaged are not covered with the sealing member 3, the thickness of the module substrate 1 can be suppressed, and the module substrate 1 can be thinned.
  • the module substrate 1 a large number of electronic components are directly sealed with respect to the circuit substrate 2 by the single sealing member 3.
  • the constituent material of the sealing member 3 is sufficiently supplied so as to cover one electronic component, it is spread and flattened by the surface tension during drying, so that the upper part of the electronic component is obtained. It is easy to be exposed from the member 3.
  • the constituent material of the sealing member 3 needs to have a relatively high viscosity. In this case, it is difficult to control the supply amount of the constituent material of the sealing member 3.
  • the sealing member 3 may be partially thick, and it may be difficult to make it sufficiently thin as a whole.
  • the above-described problems can be avoided by sealing a large number of electronic components at once, and the module substrate 1 can be reduced in size and thickness.
  • the bare chip 102 itself is also a thin component, and the sealing member 3 for sealing such a thin bare chip 102 can also be thinned. Therefore, the configuration using the sealing member 3 is a preferable configuration for reducing the thickness of the module substrate 1.
  • the number of components constituting the module substrate 1 can be suppressed as compared with the case where each electronic component is sealed. As a result, the manufacturing cost of the module substrate 1 can be suppressed.
  • the sealing member 3 contributes to extending the life of the module substrate 1 and also improves its reliability.
  • the whole wire 108 is sealed together with the bare chip 102 by the sealing member 3. Thereby, the wire 108 is protected by the sealing member 3, and as a result, disconnection of the wire 108 can be prevented.
  • the thickness t 5 of the sealing member 3 mainly depends on the thickness (kind) of the bare chip 102, but is preferably 1 to 10 mm, for example, and more preferably 2 to 6 mm. Thereby, the general bare chip 102 can be reliably sealed by the sealing member 3. Moreover, it contributes to the thinning of the module substrate 1.
  • the sealing member 3 has a long shape along the arrangement direction of the bare chips 102, that is, along the x-axis direction. Thereby, the bare chip 102 can be sealed with an appropriate amount of the sealing member 3 without excess or deficiency.
  • the length (full length) L along the x-axis direction of the sealing member 3 is preferably 46 to 91 mm, for example, and preferably 60 to 86 mm, although it depends on the size and the number of arrays of the bare chips 102 themselves. More preferred.
  • the width (maximum width) w along the y-axis direction of the sealing member 3 is, for example, preferably 15 to 20 mm, more preferably 17 to 18 mm, although it depends on the size of the bare chip 102 itself. .
  • the side surface 31 of the sealing member 3 is inclined with respect to the z-axis direction.
  • the inclination angle ⁇ is not particularly limited, and is preferably 5 to 30 °, for example, and more preferably 10 to 20 °.
  • the size of the sealing member 3 can be appropriately changed according to the size of the bare chip 102. This also leads to appropriately changing the size of the sealing member 3 according to the heat generation property of the bare chip 102. Thereby, the sealing member 3 can be provided with heat dissipation (surface area) suitable for each bare chip 102.
  • thermosetting resin is preferable as the resin material contained in the material constituting the sealing member 3.
  • the thermosetting resin include an epoxy resin, a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, a polyester (unsaturated polyester) resin, a polyimide resin, a silicone resin, a polyurethane resin, and the like. Two or more kinds can be mixed and used.
  • a resin material having high affinity with the resin material contained in the material constituting the solder resist layer 24 is preferable, and it is particularly preferable to use the same resin material as the resin material of the solder resist layer 24.
  • the module substrate 1 has a region where the sealing member 3 is in direct contact with the solder resist layer 24. Therefore, if the resin material of the sealing member 3 has a high affinity with the resin material of the solder resist layer 24, the adhesion between the sealing member 3 and the solder resist layer 24 can be further improved.
  • the material constituting the sealing member 3 preferably contains a filler (filler) in addition to the various resin materials described above. Thereby, durability of the sealing member 3 can be improved.
  • a filler the various fillers mentioned above as a constituent material of the insulating layer 22 can be used.
  • the material constituting the sealing member 3 and the material constituting the solder resist layer 24 described above preferably have different compositions. In the region where the sealing member 3 is in direct contact with the solder resist layer 24, the impact resistance is improved by changing the physical properties (hardness, viscoelasticity, etc.) between the sealing member 3 and the solder resist layer 24. Can do. More specifically, it is preferable that the material constituting the sealing member 3 includes a filler of a different type from the filler constituting the solder resist layer 24 as the filler. In particular, the sealing member 3 preferably contains at least one of alumina and silica as a filler.
  • the properties of the sealing member 3 such as durability, electrical insulation, adhesion to the circuit pattern 23 and the solder resist layer 24 are improved.
  • Alumina and silica have high thermal conductivity. Therefore, when the sealing member 3 contains at least one of alumina or silica, the heat generated from the electronic component (particularly, the bare chip 102) covered with the sealing member 3 is transferred to the outside of the module substrate 1. Heat can be radiated efficiently. Thereby, it is possible to prevent heat from being accumulated in the region sealed with the sealing member 3 of the module substrate 1. As a result, damage and malfunction of each electronic component can be prevented over a long period of time.
  • the filler content in the constituent material of the sealing member 3 is preferably 20 to 70 wt%, more preferably 30 to 60 wt%. By satisfying the above conditions, it is possible to further improve characteristics such as durability, electrical insulation, adhesion between the circuit pattern 23 and the solder resist layer 24 of the sealing member 3. Further, when the filler contained in the sealing member 3 is alumina or silica, the thermal conductivity of the sealing member 3 can be further improved.
  • each unit constituting the module substrate can be replaced with a member having an arbitrary configuration that can exhibit the same function.
  • arbitrary components may be added.
  • the module substrate has a plurality of electronic components arranged on the circuit substrate as an electronic component group, but the present invention is not limited to this.
  • it may be a module substrate in which only one bare chip is arranged as an electronic component on a circuit board.
  • the module substrate may have a function of controlling operations that require switching of actuators other than the motor.
  • the bare chip can be directly sealed with respect to the circuit board using the sealing member.
  • the module substrate can be reduced in size and thickness. Therefore, the present invention has industrial applicability.

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Abstract

　このモジュール基板１は、板状をなす金属層と、金属層の一方の面側に導電性材料で構成された回路パターン２３と、金属層と回路パターン２３との間に設けられ、これらを絶縁する絶縁層と、回路パターン２３の一部を被覆するソルダーレジスト層とを有する回路基板２と、回路基板２上に配置され、ベアチップ本体と、ベアチップ本体の回路パターンとは反対側に設けられ、回路パターン２３に電気的に接続された端子とを、それぞれ有する複数のベアチップ１０２と、各ベアチップ１０２を、回路パターン２３のベアチップ１０２に接続された部分およびその周辺ごと封止する封止部材３とを備える。

Description

モジュール基板
　本発明は、モジュール基板に関する。
　モータの作動（駆動）を制御する装置としては、回路基板と、回路基板に実装されたトランジスタとを有するモジュール基板を備えた装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　このようなモジュール基板に用いられるトランジスタは、型番が「２ＳＣ１８１５」のトランジスタに代表されるように、３本の端子が脚のように突出している。そして、このトランジスタは、前記３本の端子によって、その全体が回路基板に対して支えられた状態で回路基板に実装される。この場合、モジュール基板では、トランジスタが実装された部分が最大厚さを有する。
　そして、このようなモジュール基板を、例えばモータドライバに内蔵しようとした場合、前記最大厚さを考慮してモータドライバでの収納スペースを設計しなければならない。その結果、モータドライバの大型化につながってしまう。
特開２０１２－２１７２７７号公報
　本発明の目的は、小型化、薄型化を図ることができるモジュール基板を提供することにある。
　このような目的は、下記（１）～（１８）の本発明により達成される。
　（１）　モータの作動を制御する機能を有するモジュール基板であって、
　板状をなし、金属材料で構成された金属層と、該金属層の一方の面側に設けられ、導電性材料で構成された回路パターンと、前記金属層と前記回路パターンとの間に設けられ、これらを絶縁する絶縁層と、前記回路パターンの少なくとも一部を被覆するソルダーレジスト層とを有し、前記金属層、前記回路パターン、前記絶縁層および前記ソルダーレジスト層のうちの前記金属層が最も厚い層である回路基板と、
　前記回路基板上に配置された電子部品群であって、ベアチップ本体と、該ベアチップ本体の前記回路パターンと反対側に設けられ、前記回路パターンに電気的に接続された端子とを有する少なくとも１つのベアチップを含む電子部品群と、
　樹脂材料を含む材料で構成され、少なくとも前記ベアチップと、前記回路パターンの前記ベアチップに接続された部分およびその周辺とを封止する封止部材とを備えることを特徴とするモジュール基板。
　（２）　前記絶縁層は、前記回路パターンから露出する部分を有し、
　前記ソルダーレジスト層は、前記部分の少なくとも一部を覆っている上記（１）に記載のモジュール基板。
　（３）　前記ソルダーレジスト層は、前記部分の少なくとも一部において、前記絶縁層に接触している上記（２）に記載のモジュール基板。
　（４）　前記ソルダーレジスト層を構成する材料と前記封止部材を構成する前記材料とは、それらの組成が互いに異なっている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のモジュール基板。
　（５）　前記封止部材を構成する前記材料は、前記樹脂材料と、充填材とを含み、
　前記ソルダーレジスト層を構成する前記材料は、樹脂材料と、前記封止部材に含まれる前記充填材とは異なる充填材とを含む上記（４）に記載のモジュール基板。
　（６）　前記少なくとも１つのベアチップは、複数列に分けて配列された複数の前記ベアチップを含み、
　前記封止部材は、前記複数のベアチップを一括して封止している上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のモジュール基板。
　（７）　前記封止部材は、前記ベアチップの配列方向に沿った長尺状をなす上記（６）に記載のモジュール基板。
　（８）　前記封止部材の厚さは、１～１０ｍｍである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のモジュール基板。
　（９）　前記ベアチップの前記ベアチップ本体は、小片状をなし、前記端子が導電性を有するワイヤを介して前記回路パターンに電気的に接続されており、
　前記ワイヤは、その全体が前記封止部材により前記ベアチップとともに封止されている上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のモジュール基板。
　（１０）　前記回路パターンの厚さは、０．０７～２ｍｍである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のモジュール基板。
　（１１）前記電子部品群は、前記封止部材によって封止された前記少なくとも１つのベアチップと、前記封止部材から露出し、前記ベアチップとは異なる電子部品とを含んでいる上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のモジュール基板。
　（１２）
　前記少なくとも１つのベアチップは、前記電子部品よりも前記回路基板の内側に配置されている上記（１１）に記載のモジュール基板。
　（１３）　前記回路基板は、平面視で長方形をなし、
　前記少なくとも１つのベアチップと前記電子部品とは、前記回路基板の短手方向における中心線を介して互いに反対側に配置されている上記（１２）に記載のモジュール基板。
　（１４）　前記電子部品は、前記ベアチップの駆動を制御する制御用ＩＣである上記（１１）ないし（１３）のいずれかに記載のモジュール基板。
　（１５）　前記回路パターンは、前記回路基板の平面視で線状をなす配線を有し、該配線の長手方向の途中が鈍角に屈曲している上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載のモジュール基板。
　（１６）　モータの作動を制御する機能を有するモジュール基板であって、
　板状をなし、金属材料で構成された金属層と、該金属層の一方の面側に設けられ、導電性材料で構成された回路パターンと、前記金属層と前記回路パターンとの間に設けられ、これらを絶縁する絶縁層とを有し、前記金属層、前記回路パターンおよび前記絶縁層のうちの前記金属層が最も厚い層である回路基板と、
　前記回路基板上に配置された電子部品群であって、ベアチップ本体と、該ベアチップ本体の前記回路パターンと反対側に設けられ、前記回路パターンに電気的に接続された端子とを有する少なくとも１つのベアチップと、該ベアチップとは異なる電子部品とを含む電子部品群と、
　樹脂材料を含む材料で構成され、少なくとも前記電子部品を露出させるとともに、少なくとも前記ベアチップと、前記回路パターンの前記ベアチップに接続された部分およびその周辺とを封止する封止部材とを備えることを特徴とするモジュール基板。
　（１７）　前記少なくとも１つのベアチップは、前記電子部品よりも前記回路基板の内側に配置されている上記（１６）に記載のモジュール基板。
　（１８）　　前記回路基板は、平面視で長方形をなし、
　前記少なくとも１つのベアチップと前記電子部品とは、前記回路基板の短手方向における中心線を介して互いに反対側に配置されている上記（１６）または（１７）に記載のモジュール基板。
　また、本発明のモジュール基板では、前記ソルダーレジスト層は、前記回路パターンの前記絶縁層との段差を埋めるように形成された段差解消部を有するのが好ましい。
　本発明によれば、封止部材を用いて、ベアチップを回路基板に対して直接的に封止することができる。これにより、モジュール基板の小型化、薄型化を図ることができる。
図１は、本発明のモジュール基板の実施形態を示す平面図である。 図２は、図１中の矢印Ａ方向から見た図である。 図３は、図１中の矢印Ｂ方向から見た図である。 図４は、図１中のＣ－Ｃ線断面図である。 図５は、図１中のＤ－Ｄ線断面図である。
　以下、本発明のモジュール基板を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
　図１は、本発明のモジュール基板の実施形態を示す平面図である。図２は、図１中の矢印Ａ方向から見た図である。図３は、図１中の矢印Ｂ方向から見た図である。図４は、図１中のＣ－Ｃ線断面図である。図５は、図１中のＤ－Ｄ線断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の左右方向を「ｘ軸方向」、上下方向を「ｙ軸方向」、紙面奥行き方向を「ｚ軸方向」と言い、図２～図５中の座標軸は、図１中の座標軸に対応している。また、図４および図５中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
　図１に示すモジュール基板１は、モータの作動（駆動）を制御するための制御基板である。このモジュール基板１は、回路基板２と、電子部品群１０と、封止部材３とを備えている。なお、モジュール基板１によって制御されるモータとしては、特に限定されず、例えば、電気自動車の駆動源に用いられるＳＲ（Switched Reluctance）モータ等が挙げられる。
　回路基板２は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）出力インバータ回路を実装するための回路基板である。図１に示すように、回路基板２は、ｘ軸方向に沿って延在する長辺と、ｙ軸方向に沿って延在する短辺とを有する、平面視で長方形をなす板状の部材である。
　図４に示すように、回路基板２は、金属層２１と、絶縁層２２と、回路パターン２３と、ソルダーレジスト層２４とを有し、これらがｚ軸方向に沿って図中の下側から順に積層された積層体である。
　金属層２１は、その厚さｔ１が回路基板２の中で最も厚い層であり、回路基板２の主に剛性を担う。これにより、例えばモジュール基板１を電気自動車に搭載する際に、その搭載作業を容易に行なうことができるとともに、その後の搭載状態が安定する。なお、厚さｔ１の回路基板２の総厚ｔtotalに対する割合は、特に限定されず、例えば、６０～９９％であるのが好ましく、８０～９０％であるのがより好ましい。
　例えば、後述するように金属層２１をアルミニウムまたはアルミニウム系合金で構成した場合、厚さｔ１は、０．５～５ｍｍであるのが好ましく、１～２ｍｍであるのがより好ましい。厚さｔ１がこの下限値未満であると、その他の条件によっては、金属層２１の強度が不足し、反り等が発生する場合がある。一方、厚さｔ１がこの上限値を超えると、その他の条件によっては、回路基板２の薄型化が困難となる。また、この場合、金属層２１の材料コストが増大するおそれがある。
　また、モジュール基板１では、例えば電子部品群１０から発せられた熱を、金属層２１を介してモジュール基板１外に放出することができる。これにより、電子部品群１０からの熱でモジュール基板１全体が過剰に加熱されてしまうのを防止することができる。
　金属層２１は、金属材料で構成されている。この金属材料としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導率の高い銅、アルミニウム、鉄またはこれらを含む合金が挙げられる。これらの中でも、金属材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム系合金が好ましい。金属層２１がアルミニウムまたはアルミニウム系合金で構成されている場合、金属層２１は、熱伝導率が比較的高い基板となり、回路基板２上で発生した熱を確実に放熱することができる。また、金属層２１は、セラミックを含んでいてもよい。
　図４に示すように、金属層２１上には、その全面に絶縁層２２が形成されている。絶縁層２２は、金属層２１と回路パターン２３とを絶縁する層である。この絶縁層２２が設けられていることにより、回路パターン２３の金属層２１とのショート（短絡）を確実に防止することができる。
　絶縁層２２は、絶縁性材料で構成されている。この絶縁性材料としては、特に限定されないが、例えば、各種樹脂材料が挙げられ、特にエポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂等が好ましい。
　また、絶縁層２２の構成材料として、絶縁性材料とフィラー（充填材）との混合物を用いてもよい。絶縁層２２は、その構成材料中に所定のフィラーを含むことにより、優れた熱伝導性を発揮する。そのため、回路基板２上の電子部品群１０から発生した熱および電流が流れることにより回路パターン２３に発生した熱を、絶縁層２２を介してより効率的に金属層２１に伝達することができる。さらに、絶縁層２２の構成材料が所定のフィラーを含むことにより、絶縁層２２の剛性を向上させることができる。
　このようなフィラーとしては、例えば、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラスのようなケイ酸塩、酸化チタン、アルミナのような酸化物、溶融シリカ（溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ）、結晶シリカのようなケイ素化合物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトのような炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムのような水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムのような硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウムのようなホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素のような窒化物、ガラス繊維、炭素繊維等のような繊維等が挙げられる。
　絶縁層２２の厚さｔ２は、特に限定されない。前述した材料で絶縁層２２を構成した場合、その厚さｔ２は、３０～２００μｍであるのが好ましく、５０～１５０μｍであるのがより好ましい。厚さｔ２がこの下限値未満であると、その他の条件によっては、十分な絶縁性を確保できない場合がある。一方、絶縁層２２の厚さがこの上限値を超えると、その他の条件によっては、絶縁層２２の熱抵抗によって、放熱性が低下するおそれがある。
　図４に示すように、絶縁層２２上、すなわち、回路基板２の上面（一方の面）側には、回路パターン２３が形成されている。回路パターン２３は、主に導電性を有する金属材料によって構成されている。この回路パターン２３は、目的に応じた所定のパターンに形成されることにより、回路基板２での配線２３１として機能する層である。回路パターン２３を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、銀、金またはこれらを含む合金が好ましい。特に、回路パターン２３が銅または銅系合金で構成されている場合、比較的抵抗値の小さい配線２３１を形成することができる。回路パターン２３を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、エッチング処理を用いる方法等が挙げられる。
　回路パターン２３の厚さｔ３は、特に限定されない。前述した材料で回路パターン２３を構成した場合、その厚さｔ３は、０．０７～２ｍｍであるのが好ましく、０．１～０．５ｍｍであるのがより好ましい。なお、従来の一般的な回路基板では、回路パターンの厚さは、３５μｍ程度である。これに対し、本実施形態のモジュール基板１では、回路パターン２３の厚さが、従来の回路パターンよりも十分に厚いため、回路パターン２３に大電流を流すことができる。すなわち、モジュール基板１は、高電流通電性能を発揮することができる。そのため、モジュール基板１は、大電流を流す必要がある電気自動車に搭載する回路基板として使用するのに適している。また、大電流を流すため、回路パターン２３での熱も発生するが、当該熱は、絶縁層２２および金属層２１を介してモジュール基板１外に確実に放出される。
　図１に示すように、回路パターン２３は、平面視で線状をなす多数の配線２３１を有している。そして、これらの配線２３１は、長手方向の途中が屈曲した屈曲部２３２を有する配線２３１を含んでいる。屈曲部２３２の屈曲角度θは、鈍角である。例えば回路パターン２３をエッチングにより形成する場合、屈曲部２３２は、エッチングでは形成し難い部分である。しかしながら、屈曲角度θが鈍角であることにより、屈曲角度θが鋭角となるような部位を形成する場合に比べて、屈曲部２３２を確実に形成することができる。これにより、配線２３１が屈曲部２３２で断線するのを確実に防止することができる。
　図４に示すように、回路パターン２３上には、その少なくとも一部を覆う被覆層としてのソルダーレジスト層２４が形成されている。これにより、回路パターン２３を保護することができ、回路パターン２３の劣化や配線２３１同士の間での短絡を防止することができる。なお、回路パターン２３において、電子部品群１０を構成するベアチップ１０２等が配置、接続される部分では、ソルダーレジスト層２４が省略されており、回路パターン２３（配線２３１）の一部がソルダーレジスト層２４から露出している。
　前述したように、回路パターン２３は、多数の配線２３１を有している。このため、配線２３１同士の間は、回路パターン２３が欠損しており、絶縁層２２が回路パターン２３から露出する部分（領域）となる。当該部分では、回路パターン２３と絶縁層２２との間に段差（凹部）２３３が生じている（図５参照）。そして、ソルダーレジスト層２４は、この段差２３３を埋めて、絶縁層２２に接触するように形成された段差解消部２４１を有している。段差解消部２４１は、その厚さがソルダーレジスト層２４の他の部分よりも厚い部分である。この段差解消部２４１の存在により、ソルダーレジスト層２４の上面２４２が平坦面となる。これにより、モジュール基板１が電気自動車に搭載された使用状態で、ソルダーレジスト層２４がモジュール基板１から露出する部分において、上面２４２に埃等が局所的に滞留するのをできる限り抑制することができる。
　なお、図５では、回路パターン２３と絶縁層２２との段差２３３が、段差解消部２４１によって埋められている。しかしながら、ソルダーレジスト層２４の構成はこれに限定されない。例えば、ソルダーレジスト層２４は、段差２３３を埋めることなく、絶縁層２２が回路パターン２３から露出する部分を覆うように構成されていてもよい。かかる構成においても、ソルダーレジスト層２４の上面２４２を平坦面とすることができるため、上面２４２に埃等が局所的に滞留するのを抑制することができる。
　また、ソルダーレジスト層２４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、絶縁層２２と同様の絶縁性材料を用いることができる。より具体的には、ソルダーレジスト層２４を構成する材料は、絶縁層２２を構成する絶縁性材料として挙げた各種樹脂材料と、フィラー（充填材）とを含んでいるのが好ましい。特に、ソルダーレジスト層２４は、フィラーとして、硫酸バリウムを含んでいるのが好ましい。ソルダーレジスト層２４を構成する材料がこのようなフィラーを含む場合には、ソルダーレジスト層２４の耐熱性、電気絶縁性、回路パターン２３および絶縁層２２との密着性等の特性を向上させることができる。
　また、硫酸バリウムは、化学的に非常に安定であるとともに、放射線を遮蔽する性質を有している。そのため、ソルダーレジスト層２４が樹脂材料と硫酸バリウムとを含む場合には、モジュール基板１が使用される環境条件（温度、湿度、紫外線等の放射線の量等）によって、樹脂材料が変性（劣化）するのを抑制することができる。その結果、ソルダーレジスト層２４の耐久性を向上させることができる。
　また、ソルダーレジスト層２４が樹脂材料とフィラーとを含む場合には、ソルダーレジスト層２４の構成材料中のフィラーの含有量が、２０～７０ｗｔ％であるのが好ましく、３０～６０ｗｔ％であるのがより好ましい。上記条件を満足することにより、ソルダーレジスト層２４の耐熱性、電気絶縁性、回路パターン２３および絶縁層２２との密着性等の特性をより向上させることができる。
　また、ソルダーレジスト層２４の段差解消部２４１を除いた部分の厚さｔ４は、特に限定されない。ただし、ソルダーレジスト層２４が前述した絶縁層２２と同様の絶縁性材料を含む場合、その厚さｔ４は、１０～１００μｍであるのが好ましく、１０～３０μｍであるのがより好ましい。厚さｔ４がこの下限値未満であると、その他の条件によっては、ソルダーレジスト層２４は、回路パターン２３等の保護機能を十分に発揮できない場合がある。一方、厚さｔ４がこの上限値を超えても、それ以上にソルダーレジスト層２４の保護機能の向上がみられない場合がある。
　図１に示すように、回路パターン２３上には、ソルダーレジスト層２４が省略された部分に電子部品群１０が分散して配置されている。そして、この配置状態で電子部品群１０を構成する各電子部品は、それぞれ、回路パターン２３に電気的に接続される。本実施形態のモジュール基板１は、電子部品群１０を構成する電子部品として、ドライバＩＣ１０１と、ベアチップ１０２と、抵抗器１０３と、ダイオード１０４と、コンデンサ１０５と、コネクタ１０６および１０７とを有している。モジュール基板１には、上記各電子部品が、それぞれ複数設けられている。そして、各電子部品は、回路基板２をｘ軸方向に二等分する中心線に関して対称的に配置されている。
　各ドライバＩＣ１０１は、それぞれ、ベアチップ１０２の駆動を制御する制御用ＩＣであり、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）等で構成されている。
　各ベアチップ１０２は、それぞれ、半導体チップ（シリコンチップ）であり、トランジスタとして機能する。
　図４に示すように、このベアチップ１０２は、小片状をなすベアチップ本体と、ベアチップ本体の上面１０２ｂ（回路パターン２３と反対側の面）に設けられた端子１０２ｃとを有している。また、ベアチップ１０２は、ベアチップ本体の下面１０２ａ（回路パターン２３側の面）が回路パターン２３上に直接的に固定されている。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、接着（接着剤や溶媒による接着）による方法等が挙げられる。
　また、端子１０２ｃは、ベアチップ本体の上面１０２ｂから露出している。すなわち、端子１０２ｃは、回路基板２のソルダーレジスト層２４の上面２４２（一方の面）と同じ方向に臨んでいる。そして、端子１０２ｃは、導電性を有するワイヤ１０８を介して回路パターン２３に電気的に接続されている。すなわち、ベアチップ１０２は、ワイヤボンディングにより回路パターン２３に電気的に接続されている。
　本実施形態では、モジュール基板１は、ベアチップ１０２を８個有している。図１に示すように、隣接する２つのベアチップ１０２が一対のベアチップ対となり、４つのベアチップ対がほぼｘ軸方向に沿って配置されている。
　これらのベアチップ１０２は、回路基板２のｘ軸方向の中央部寄りに配置されている。より具体的には、各ベアチップ１０２は、回路基板２のｘ軸方向（長手方向）における中心線付近に集中して配置されている。これにより、封止部材３による封止領域をできる限り小さく設定することができる。
　各ダイオード１０４は、それぞれ、例えば整流ダイオード等の各種ダイオードで構成されている。
　各コンデンサ１０５は、それぞれ、例えばサージ電流を抑制するとともに、回路基板２に入力される直流電流を平滑化するセラミックコンデンサである。
　各コネクタ１０６は、それぞれ、外部電源（例えばバッテリー）とケーブルを介して接続されるコネクタである。これにより、モジュール基板１に電力が供給される。
　各コネクタ１０７は、それぞれ、モジュール基板１が制御するモータとケーブルを介して接続されるコネクタである。これにより、モジュール基板１でモータを制御することができる。
　なお、回路パターン２３に電流を流すと、上述した各電子部品は熱を発する。特に、モジュール基板１を電気自動車に搭載する場合には、ベアチップ１０２やドライバＩＣ１０１は、大電流が流れることにより、熱が発生し易くなる。そのため、モジュール基板１の一部の領域が高温になるのを防止するために、比較的発熱量の大きいベアチップ１０２とドライバＩＣ１０１との離間距離を十分に大きくすることが好ましい。
　図１に示すように、本実施形態のモジュール基板１では、各ベアチップ１０２を、回路基板２のｘ軸方向における中心線付近に配置するとともに、各ドライバＩＣ１０１を基板２のｘ軸方向（長手方向）の両端部付近に配置している。すなわち、各ベアチップ１０２は、各ドライバＩＣ１０１よりも回路基板２の内側に配置されている。さらに、モジュール基板１では、各ベアチップ１０２と各ドライバＩＣ１０１とが、回路基板２のｙ軸方向（短手方向）における中心線を介して互いに反対側に配置されている。このようなモジュール基板１では、各ベアチップ１０２と各ドライバＩＣ１０１との離間距離を十分に大きくすることができ、ベアチップ１０２自身およびドライバＩＣ１０１自身を含む各電子部品の破損、誤作動を長期間にわたって防止することができる。
　図１に示すように、封止部材３は、主に８つのベアチップ１０２を一括して封止する、樹脂材料を含む材料で構成された部材である。また、この封止部材３は、回路パターン２３のベアチップ１０２に接続された部分の周辺、その他、図１に示す構成では、抵抗器１０３、ダイオード１０４も封止している。
　なお、回路基板２に実装されているドライバＩＣ１０１等は、絶縁性材料でパッケージ（封止）されている。本実施形態のモジュール基板１では、既にパッケージングされた状態のドライバＩＣ１０１等のベアチップ１０２よりも発熱量の大きい電子部品はモジュール基板１から露出させ、パッケージングされていないベアチップ１０２およびその周辺領域のみを封止部材３で封止している。かかる構成では、ベアチップ１０２およびその周辺領域のみが封止部材３で封止されるため、これを構成する材料（以下、「封止部材３の構成材料」という。）の使用量を抑えることができる。また、既にパッケージングされた状態で実装されているドライバＩＣ１０１等を封止部材３で覆わないため、モジュール基板１の厚さを抑えることができ、モジュール基板１の薄型化を図ることができる。
　このようにモジュール基板１では、１つの封止部材３により、一括して多数の電子部品を回路基板２に対して直接的に封止している。
　電子部品１つ１つを封止する場合には、電子部品同士の間隔を拡げる必要がある。この場合、回路基板２に搭載する電子部品の数によっては、回路基板２のサイズを大きくする必要がある。また、１つの電子部品を覆うように、封止部材３の構成材料を十分に供給したとしても、これが乾燥時に表面張力により拡がって平坦化されるため、電子部品の上部が得られた封止部材３から露出し易い。これを防止するためには、封止部材３の構成材料を、比較的高粘度とする必要があるが、この場合、封止部材３の構成材料の供給量を制御するのが難しくなる。その結果、封止部材３は、部分的に厚くなることがあり、全体として十分に薄くすることが困難な場合がある。
　これに対して本実施形態では、一括して多数の電子部品を封止することにより、上述したような問題を回避することができ、モジュール基板１の小型化や薄型化を図ることができる。特に、ベアチップ１０２自体も薄型の部品であり、そのような薄型のベアチップ１０２を封止する封止部材３も薄くすることができる。よって、封止部材３を用いた構成は、モジュール基板１の薄型化を図る上で好ましい構成となっている。
　また、電子部品１つ１つを封止する場合に比べて、モジュール基板１を構成する部品点数を抑制することができる。その結果、モジュール基板１の製造コストも抑制することができる。
　また、封止部材３によって封止された各電子部品は、封止部材３によって保護される。したがって、封止部材３は、モジュール基板１の長寿命化にも寄与するとともに、その信頼性も向上する。
　さらに、図４に示すように、モジュール基板１では、封止部材３により、ワイヤ１０８の全体もベアチップ１０２とともに封止されている。これにより、ワイヤ１０８が封止部材３によって保護され、その結果、ワイヤ１０８の断線を防止することができる。
　なお、封止部材３の厚さｔ５は、主にベアチップ１０２の厚さ（種類）にもよるが、例えば、１～１０ｍｍであるのが好ましく、２～６ｍｍであるのがより好ましい。これにより、封止部材３により、一般的なベアチップ１０２を確実に封止することができる。また、モジュール基板１の薄型化にも寄与する。
　また、図１に示すように、封止部材３は、ベアチップ１０２の配列方向に沿った、すなわち、ｘ軸方向に沿った長尺状をなす。これにより、過不足なく適度な量の封止部材３によってベアチップ１０２を封止することができる。
　封止部材３のｘ軸方向に沿った長さ（全長）Ｌは、ベアチップ１０２自体の大きさや配列数にもよるが、例えば、４６～９１ｍｍであるのが好ましく、６０～８６ｍｍであるのがより好ましい。
　封止部材３のｙ軸方向に沿った幅（最大幅）ｗは、ベアチップ１０２自体の大きさにもよるが、例えば、１５～２０ｍｍであるのが好ましく、１７～１８ｍｍであるのがより好ましい。
　図２、図３に示すように、封止部材３の側面３１は、ｚ軸方向に対して傾斜している。この傾斜角度αは、特に限定されず、例えば、５～３０°であるのが好ましく、１０～２０°であるのがより好ましい。
　このようにモジュール基板１では、ベアチップ１０２の大きさに応じて、封止部材３の大きさを適宜変更することができる。これは、ベアチップ１０２の発熱性に応じて、封止部材３の大きさを適宜変更することにもつながる。これにより、封止部材３に、個々のベアチップ１０２に適した放熱性（表面積）を持たせることができる。
　封止部材３を構成する材料中に含まれる樹脂材料としては、熱硬化性樹脂が好ましい。この熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
　特に、ソルダーレジスト層２４を構成する材料中に含まれる樹脂材料と親和性の高い樹脂材料が好ましく、特に、ソルダーレジスト層２４の樹脂材料と同一の樹脂材料を用いるのが好ましい。図５に示すように、モジュール基板１は、封止部材３がソルダーレジスト層２４と直接接触する領域を有する。そのため、封止部材３の樹脂材料が、ソルダーレジスト層２４の樹脂材料との親和性が高ければ、封止部材３とソルダーレジスト層２４との密着性をより向上させることができる。
　また、封止部材３を構成する材料は、上述した各種樹脂材料に加え、フィラー（充填材）を含んでいるのが好ましい。これにより、封止部材３の耐久性を向上させることができる。このようなフィラーとしては、絶縁層２２の構成材料として前述した各種フィラーを用いることができる。
　なお、封止部材３を構成する材料と、前述したソルダーレジスト層２４を構成する材料とは、それらの組成が互いに異なっているのが好ましい。封止部材３がソルダーレジスト層２４上に直接接触する領域では、封止部材３とソルダーレジスト層２４との物性（硬さ、粘弾性等）を変えることにより、その耐衝撃性を向上させることができる。
　より具体的には、封止部材３を構成する材料が、フィラーとして、ソルダーレジスト層２４を構成するフィラーとは異なる種類のフィラーを含んでいるのが好ましい。
　特に、封止部材３は、フィラーとして、アルミナ、シリカのうちの少なくとも一方を含んでいるのが好ましい。封止部材３を構成する材料がこのような材料を含む場合には、封止部材３の耐久性、電気絶縁性、回路パターン２３およびソルダーレジスト層２４との密着性等の特性を向上させることができる。
　また、アルミナおよびシリカは、高い熱伝導性を有している。そのため、封止部材３が、アルミナまたはシリカのうちの少なくとも一方を含む場合には、封止部材３で被覆する電子部品（特に、ベアチップ１０２）から発せられた熱を、モジュール基板１の外部に効率良く放熱することができる。これにより、モジュール基板１の封止部材３で封止された領域に、熱が溜まるのを防止することができる。その結果、各電子部品の破損、誤作動を長期間にわたって防止することができる。
　また、封止部材３の構成材料中のフィラーの含有量は、２０～７０ｗｔ％であるのが好ましく、３０～６０ｗｔ％であるのがより好ましい。上記条件を満足することにより、封止部材３の耐久性、電気絶縁性、回路パターン２３およびソルダーレジスト層２４との密着性等の特性をより向上させることができる。また、封止部材３中に含まれるフィラーが、アルミナまたはシリカである場合には、封止部材３の熱伝導性をより向上させることができる。
　以上、本発明のモジュール基板を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、モジュール基板を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成の部材と置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
　また、前述した実施形態では、モジュール基板が、複数の電子部品が電子部品群として回路基板上に配置されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、電子部品としてベアチップが１つだけ回路基板上に配置されたモジュール基板であってもよい。
　また、モジュール基板は、モータ以外の他のアクチュエータ等のスイッチングが必要となる動作も制御する機能を有していてもよい。
　本発明によれば、封止部材を用いて、ベアチップを回路基板に対して直接的に封止することができる。これにより、モジュール基板の小型化、薄型化を図ることができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。

Claims (15)

  1. 　モータの作動を制御する機能を有するモジュール基板であって、
    　板状をなし、金属材料で構成された金属層と、該金属層の一方の面側に設けられ、導電性材料で構成された回路パターンと、前記金属層と前記回路パターンとの間に設けられ、これらを絶縁する絶縁層と、前記回路パターンの少なくとも一部を被覆するソルダーレジスト層とを有し、前記金属層、前記回路パターン、前記絶縁層および前記ソルダーレジスト層のうちの前記金属層が最も厚い層である回路基板と、
    　前記回路基板上に配置された電子部品群であって、ベアチップ本体と、該ベアチップ本体の前記回路パターンと反対側に設けられ、前記回路パターンに電気的に接続された端子とを有する少なくとも１つのベアチップを含む電子部品群と、
    　樹脂材料を含む材料で構成され、少なくとも前記ベアチップと、前記回路パターンの前記ベアチップに接続された部分およびその周辺とを封止する封止部材とを備えることを特徴とするモジュール基板。
  2. 　前記絶縁層は、前記回路パターンから露出する部分を有し、
    　前記ソルダーレジスト層は、前記部分の少なくとも一部を覆っている請求項１に記載のモジュール基板。
  3. 　前記ソルダーレジスト層は、前記部分の少なくとも一部において、前記絶縁層に接触している請求項２に記載のモジュール基板。
  4. 　前記ソルダーレジスト層を構成する材料と前記封止部材を構成する前記材料とは、それらの組成が互いに異なっている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモジュール基板。
  5. 　前記封止部材を構成する前記材料は、前記樹脂材料と、充填材とを含み、
    　前記ソルダーレジスト層を構成する前記材料は、樹脂材料と、前記封止部材に含まれる前記充填材とは異なる充填材とを含む請求項４に記載のモジュール基板。
  6. 　前記少なくとも１つのベアチップは、複数列に分けて配列された複数の前記ベアチップを含み、
    　前記封止部材は、前記複数のベアチップを一括して封止している請求項１ないし５のいずれか１項に記載のモジュール基板。
  7. 　前記封止部材は、前記ベアチップの配列方向に沿った長尺状をなす請求項６に記載のモジュール基板。
  8. 　前記封止部材の厚さは、１～１０ｍｍである請求項１ないし７のいずれか１項に記載のモジュール基板。
  9. 　前記ベアチップの前記ベアチップ本体は、小片状をなし、前記端子が導電性を有するワイヤを介して前記回路パターンに電気的に接続されており、
    　前記ワイヤは、その全体が前記封止部材により前記ベアチップとともに封止されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載のモジュール基板。
  10. 　前記回路パターンの厚さは、０．０７～２ｍｍである請求項１ないし９のいずれか１項に記載のモジュール基板。
  11. 　前記電子部品群は、前記封止部材によって封止された前記少なくとも１つのベアチップと、前記封止部材から露出し、前記ベアチップとは異なる電子部品とを含んでいる請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のモジュール基板。
  12. 　前記少なくとも１つのベアチップは、前記電子部品よりも前記回路基板の内側に配置されている請求項１１に記載のモジュール基板。
  13. 　前記回路基板は、平面視で長方形をなし、
    　前記少なくとも１つのベアチップと前記電子部品とは、前記回路基板の短手方向における中心線を介して互いに反対側に配置されている請求項１２に記載のモジュール基板。
  14. 　前記電子部品は、前記ベアチップの駆動を制御する制御用ＩＣである請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のモジュール基板。
  15. 　前記回路パターンは、前記回路基板の平面視で線状をなす配線を有し、該配線の長手方向の途中が鈍角に屈曲している請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のモジュール基板。
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