WO2020059239A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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WO2020059239A1
WO2020059239A1 PCT/JP2019/025600 JP2019025600W WO2020059239A1 WO 2020059239 A1 WO2020059239 A1 WO 2020059239A1 JP 2019025600 W JP2019025600 W JP 2019025600W WO 2020059239 A1 WO2020059239 A1 WO 2020059239A1
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WO
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wiring board
electronic component
electronic control
distance
control device
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PCT/JP2019/025600
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和 平岡
良介 石田
河合　義夫
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • H05K2203/1327—Moulding over PCB locally or completely

Definitions

  • the present invention relates to an electronic control device.
  • thermosetting resin As an electronic control device applicable to such applications, electronic components are mounted on a wiring board having a plurality of wiring layers and through holes, supported by a metal base, and the metal base and the wiring board are bonded by a thermosetting resin. Is known. In this structure, it is described that by filling a resin into the through-hole, the durability of the through-hole against thermal stress is improved, and the life of the through-hole can be extended (for example, see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 does not disclose a structure of a sealing resin for improving heat dissipation of an electronic component.
  • An electronic control device is a wiring board having a conductor wiring formed on a first surface, a first electronic component mounted on the first surface of the wiring board, and having a large heat value, A second electronic component mounted on the first surface of the wiring board and having a lower heat generation than the first electronic component, and the first electronic component, the second electronic component and the second electronic component.
  • a resin that covers one surface and a second surface facing the first surface of the wiring board, and a distance between an outer surface of the resin immediately below the first electronic component and the second surface of the wiring board is increased. The distance is larger than the distance between the outer surface of the resin immediately above the second electronic component and the first surface of the wiring board.
  • the heat dissipation of the electronic component can be improved.
  • FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of an electronic control device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a peripheral portion of a first electronic component and a second electronic component of the electronic control device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a via formation region of the wiring board shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the electronic control device of Comparative Example 1, which corresponds to FIG. 2 of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of the electronic control device according to the present invention and corresponding to FIG. 2 of the first embodiment. The figure which shows the temperature fall amount with respect to the reference
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a third embodiment of the electronic control device according to the present invention, corresponding to FIG. 2 of the first embodiment. The figure which shows the temperature fall amount with respect to the reference
  • FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of an electronic control device according to the present invention.
  • the electronic control device 1 includes an electronic component component 20 and a resin 10 that seals the entire surface of the electronic component component 20.
  • the electronic component component 20 includes a wiring board 25, a first electronic component 21, a second electronic component 22, a third electronic component 23, and a connector 41.
  • the wiring board 25 is formed of, for example, glass epoxy resin or the like, and has surfaces of a first surface 25a and a second surface 25b, and the first surface 25a and the second surface 25b are respectively provided with conductor wiring 26a, 26b (not shown in FIGS. 1 and 2; see FIG. 3).
  • the first electronic component 21 is an electronic component that generates a large amount of heat, such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the second and third electronic components 22 and 23 are electronic components such as an active element or a passive element that generate less heat than the first electronic component 21.
  • the first electronic component 21 and the second electronic component 22 are electrically connected to the conductor wiring 26 a on the first surface 25 a of the wiring board 25 by the conductive material 51.
  • the third electronic component 23 is electrically connected to the conductor wiring 26 b on the second surface 25 b of the wiring board 25 by the conductive material 51.
  • the conductive material 51 is formed of a lead-free solder such as Sn-Ag-Cu or a conductive resin such as a silver paste.
  • a plurality of vias 33 are formed in a region of the wiring board 25 facing the first electronic component 21.
  • the via 33 is formed by forming a plating film on the inner surface of a through-hole penetrating the wiring board 25 in the thickness direction or filling a conductive material in the through-hole. 26b is connected so as to be capable of conducting heat, in other words, is thermally connected.
  • the connector 41 includes a plurality of connector terminals 41a and a housing portion 41b for integrally fixing the connector terminals 41a by insert molding or engagement.
  • the housing portion 41b is formed of, for example, polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), or the like.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • Each connector terminal 41a of the connector 41 is inserted through a through hole (not shown) of the wiring board 25, and is connected to the conductor wiring 26a, 26b of the wiring board 25 by a bonding material such as solder (not shown).
  • the resin 10 seals the first electronic component 21, the second and third electronic components 22, 23, the wiring board 25, and a portion between the wiring board 25, which is a part of the connector terminal 41a, and the housing portion 41b from the outside. Cover as if to do. Thereby, reliability such as heat resistance, waterproofness, and salt water resistance of the electronic control device 1 is secured.
  • the resin 10 reduces the thermal strain of the first electronic component 21, the second and third electronic components 22 and 23, and the conductive material 51 that connects the connector terminal 41 a and the wiring board 25, and improves reliability such as temperature cycling. Nature is secured.
  • the resin 10 has a significant effect on the heat radiation of the heat generated from the first electronic component 21 and the like.
  • the heat radiation effect of the resin 10 is used to improve the heat radiation of the first electronic component 21.
  • a material of the resin 10 for example, a thermosetting resin such as an epoxy-based, phenol-based, urethane-based, and unsaturated polyester is preferable.
  • these resin materials are merely examples, and other resin materials may be used.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a peripheral portion of a first electronic component and a second electronic component of the electronic control device shown in FIG. Note that FIG. 2 is shown in an upside-down state in FIG.
  • the first electronic component 21 is connected to the semiconductor element 21a, a heat spreader 21b thermally coupled to the semiconductor element 21a, a sealing member 21d for sealing the semiconductor element 21a and the heat spreader 21b, and is connected to the semiconductor element 21a and sealed.
  • a plurality of lead terminals 21c extending outside the member 21d.
  • One surface of the heat spreader 21b opposite to the semiconductor element 21a is exposed from the sealing member 21d.
  • a heat conductive material 52 is interposed between one surface of the heat spreader 21 b exposed from the sealing member 21 d and the first surface 25 a of the wiring board 25.
  • the heat conductive material 52 is made of, for example, a lead-free solder such as Sn-Ag-Cu or a conductive resin such as a silver paste.
  • the heat conductive material 52 couples one surface of the heat spreader 21b and the via 33 so as to be able to conduct heat, in other words, thermally couples. Thereby, the heat generated from the first semiconductor element 21a is conducted to the first surface 25a side of the wiring board 25 via the heat spreader 21b. Further, the heat conducted to the first surface 25 a side of the wiring board 25 is conducted to the second surface 25 b side of the wiring board 25 via the via 33.
  • the heat transmitted to the first surface 25a side of the wiring board 25 is mainly released to the outside via the resin 10a formed on the side on which the first electronic component 21 is mounted.
  • the heat transmitted to the second surface 25b side of the wiring board 25 is radiated to the outside mainly via the resin 10b formed on the side opposite to the side on which the first electronic component 21 is mounted.
  • the distance L2 between the outer surface 11b of the resin 10b immediately below the first electronic component 21 and the second surface 25b of the wiring board 25 is the second distance. It is formed to be larger than the distance L1 between the outer surface 11a of the resin 10a immediately above the electronic component 22 and the first surface 25a of the wiring board 25. With this configuration, the distance L2 between the outer surface 11b of the resin 10b immediately below the first electronic component 21 and the second surface 25b of the wiring board 25 is set immediately above the second electronic component 22 as shown in each embodiment described later. The heat dissipation is increased as compared with a structure in which the distance L1 between the outer surface 11a of the resin 10a and the first surface 25a of the wiring board 25 is equal to or less than the distance L1.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of a via formation region of the wiring board shown in FIG.
  • the wiring board 25 is formed by bonding prepregs 32a and 32b to upper and lower surfaces of the core material 31 on which the inner layer conductors 31a and 31b are formed.
  • Conductor wirings 26a and 26b are formed on the outer surfaces of the prepregs 32a and 32b, respectively.
  • the inner layer conductors 31a and 31b are formed thicker than the conductor wirings 26a and 26b.
  • the inner layer conductors 31a and 31b are not formed in a region where the via 33 is formed.
  • a plurality of through holes penetrating the core material 31 and the prepregs 32a and 32b are formed by a drill or the like, and a plating layer of copper or the like is formed on the inner surface of each through hole.
  • a via 33 is formed by filling each through hole with a conductive material.
  • the heat generated by the first electronic component 21 is transmitted to the inner layer conductors 31a and 31b via the first surface 25a of the wiring board 25 and the via 33, and the efficiency is increased in the plane direction of the wiring board 25 by the inner layer conductors 31a and 31b. Well communicated. Then, the light is transmitted from the first surface 25a and the second surface 25b of the wiring board 25 to the resins 10a and 10b. Therefore, when the thickness of the inner layer conductors 31a and 31b is increased, the heat dissipation can be improved.
  • the wiring board 25 that is inexpensive and has good heat dissipation can be obtained.
  • the number of vias 33 is increased, heat dissipation can be improved.
  • the wiring board 25 having the conductor wirings 26a and 26b, the via 33 and the inner layer conductors 31a and 31b is formed in advance.
  • a conductive material 51 and a heat conductive material 52 are supplied on connection pads (not shown) of the conductor wiring 26a formed on the first surface 25a of the wiring board 25.
  • the first electronic component 21 and the second electronic component 22 are mounted on the conductive material 51.
  • the first electronic component 21 is mounted so that the heat spreader 21 b contacts the heat conductive material 52.
  • the conductive material 51 and the heat conductive material 52 may be the same material.
  • the conductive material 51 and the heat conductive material 52 are melted and solidified by reflow or the like, and the first electronic component 21 and the second electronic component 22 are electrically connected to the conductor wiring 26a.
  • the same process is performed on the second surface 25b side of the wiring board 25, and the third electronic component 23 is electrically connected to the conductor wiring 26b by the conductive material 51.
  • each connector terminal 41a of the connector 41 is inserted through the through hole of the wiring board 25 and connected to the conductor wirings 26a and 26b of the wiring board 25 by a bonding material such as solder (not shown).
  • a bonding material such as solder (not shown).
  • the electronic component structure 20 including the wiring board 25, the first electronic component 21, the second electronic component 22, the third electronic component 23, and the connector 41 is formed.
  • the electronic component component 20 is accommodated in a mold, a resin composition having fluidity is injected into the mold, and a resin 10 for sealing the entire electronic component component 20 is formed by molding. Through these steps, the electronic control device 1 shown in FIG. 1 is manufactured.
  • Example 1 An ASIC provided with a lead-shaped terminal was used for the first electronic component 21, and a chip resistor of 1.6 mm ⁇ 0.8 mm was used for the second electronic component 22.
  • Lead-free solder made of Sn-3Ag-0.5Cu was used for the conductive material 51 and the heat conductive material 52.
  • the lead terminal 21c and the second electronic component 22 were electrically connected to the first surface 25a of the wiring board 25 by the conductive material 51.
  • the heat spreader 21 b of the first electronic component 21 and the via 33 were thermally coupled by the heat conductive material 52.
  • the area of the heat spreader 21b is 8 mm square, and the area of the sealing member 21d of the first electronic component 21 is 14 mm square.
  • the wiring board 25 used was a 76 mm square, 1.6 mm thick, four-layer wiring multilayer wiring board.
  • ⁇ ⁇ A via 33 is formed in the wiring board 25 immediately below the heat spreader 21b.
  • the resin 10 is 80 mm square, the distance L2 between the outer surface 11b of the resin 10b immediately below the first electronic component 21 and the second surface 25b of the wiring board 25 is 10 mm, and the resin 10a just above the second electronic component 22 The distance L1 between the outer surface 11a and the first surface 25a of the wiring board 25 was 3 mm.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the electronic control device of Comparative Example 1, and corresponds to FIG. 2 of the first embodiment of the present invention.
  • the distance L2 between the outer surface 11b of the resin 10b immediately below the first electronic component 21 and the second surface 25b of the wiring board 25 is the same as that of the resin 10a immediately above the second electronic component 22. It is formed smaller than the distance L1 between the outer surface 11a and the first surface 25a of the wiring board 25.
  • the distance L2 between the outer surface 11b of the resin 10b immediately below the first electronic component 21 and the second surface 25b of the wiring board 25 (hereinafter, also simply referred to as “distance L2”) was set to 3 mm.
  • the distance L1 between the outer surface 11a of the resin 10a immediately above the second electronic component 22 and the first surface 25a of the wiring board 25 (hereinafter, sometimes simply referred to as "distance L1”) was set to 10 mm.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a temperature decrease amount of the first electronic component with respect to the reference product in Comparative Example 1 and the first embodiment of the present invention.
  • the electronic control device 1 of Example 1 the electronic control device 1R of Comparative Example 1, and a reference product
  • the measurement was performed by arranging the electronic control units 1 and 1R and the reference product in a wind tunnel in which the air at 105 ° C. was in a windless state (wind speed 0 m / s).
  • the “temperature drop of the first electronic component with respect to the reference product” of the first embodiment is about 4 ° C.
  • the “temperature decrease amount of the first electronic component with respect to the reference product” of Comparative Example 1 is about 2 ° C. Therefore, the “temperature drop of the first electronic component with respect to the reference product” of the first embodiment is larger by about 2 ° C. than the “temperature drop of the first electronic component with respect to the reference product” of the comparative example 1.
  • the electronic control device 1 of the first embodiment has higher heat dissipation performance of the heat generated by the semiconductor element 21a than the electronic control device 1R of Comparative Example 1, and can suppress a temperature rise of the electronic control device 1. Was confirmed.
  • the outer surface 11 a of the resin 10 a is flat, that is, the resin 10 a formed on the first surface 25 a of the wiring board 25.
  • the structure is illustrated as having a uniform thickness on the entire surface. In other words, the distance between the outer surface 11a of the resin 10a immediately above the first electronic component 21 and the first surface 25a of the wiring board 25 is equal to the distance between the outer surface 11a of the resin 10a immediately above the second electronic component 22 and the wiring board 25.
  • L1 which is the same as the distance from the first surface 25a.
  • the distance between the outer surface 11a of the resin 10a immediately above the first electronic component 21 and the first surface 25a of the wiring board 25 may be larger than the distance L1. That is, the distance L2 between the outer surface 11b of the resin 10b directly below the first electronic component 21 and the second surface 25b of the wiring board 25 is equal to the distance L2 between the outer surface 11a of the resin 10a immediately above the second electronic component 22 and the wiring board 25. If the structure is larger than the distance L1 from the first surface 25a, the electronic control unit 1 having good heat dissipation and capable of reducing the amount of the resin 10a can be obtained.
  • the electronic control unit 1 includes, on the first surface 25 a of the wiring board 25, a first electronic component 21 having a large calorific value and a second electronic component 22 having a smaller calorific value than the first electronic component 21. It is provided with a resin 10 mounted to cover the first and second electronic components 21 and 22 and the wiring board 25.
  • the distance L2 between the outer surface 11b of the resin 10b just below the first electronic component 21 and the second surface 25b of the wiring board 25 is equal to the distance between the outer surface 11a of the resin 10a just above the second electronic component 22 and the first surface of the wiring board 25. It is larger than the distance L1 to the surface 25a. Therefore, the heat radiation of the heat generated by the first electronic component 21 can be improved, and the amount of the resin 10a can be reduced.
  • the electronic control unit 1 of the first embodiment can improve heat radiation, it can be an electronic control unit 1 that does not use a heat radiating plate or a heat radiating case having a cooling unit such as a heat radiating fin. is there. If the electronic control device 1 does not use a heat radiating plate or a heat radiating case, it is possible to reduce the size and cost.
  • the present invention is not limited to the electronic control device 1 that does not use a heat radiating plate or a heat radiating case, but the electronic control device 1 including a heat radiating plate or a heat radiating case is also included in the present invention. .
  • the thickness of the resin 10 a covering the first surface 25 a of the wiring board 25 is the same in a region covering directly above the first electronic component 21 and a region covering directly above the second electronic component 22. be able to.
  • the outer surface 11a of the resin 10a that covers the first surface 25a of the wiring board 25 can be made flat. Thereby, the deformation of the wiring board 25 can be suppressed, and the production efficiency can be improved.
  • the wiring board 25 has a via 33 for thermally coupling the first surface 25a and the second surface 25b. For this reason, the thermal conductivity from the first surface 25a side of the wiring board 25 to the second surface 25b side is improved, and the heat dissipation can be further improved.
  • the wiring board 25 is a multilayer laminated board having inner layer conductors 31a and 31b.
  • the thickness of the inner layer conductors 31a and 31b is larger than the conductor wirings 26a and 26b formed on the first surface of the wiring board 25. Since the inner conductors 31a and 31b are thick, the heat generated by the first electronic component 21 is efficiently conducted in the surface direction of the wiring board 25 via the inner conductors 31a and 31b, and heat dissipation is improved.
  • the first electronic component 21 has a semiconductor element 21a, a heat spreader 21b thermally coupled to the semiconductor element 21a, and a sealing member 21d, and one surface of the heat spreader 21b opposite to the semiconductor element 21a is sealed It is exposed from the stop member 21d. Therefore, heat generated by the semiconductor element 21a can be efficiently radiated from the heat spreader 21b.
  • a heat conductive material 52 for thermally coupling the heat spreader 21b and the conductor wirings 26a and 26b of the wiring board 25 is further provided. Therefore, the heat generated by the first electronic component 21 is efficiently transmitted from the heat conductive material 52 to the wiring board 25, and the heat dissipation can be improved.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the electronic control device according to the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.
  • the distance L3 between the outer surface 11c of the resin 10b immediately below the second electronic component 22 and the second surface 25b of the wiring board 25 (hereinafter, sometimes simply referred to as "distance L3") is equal to the distance L3. It is smaller than the distance L2 between the outer surface 11b of the resin 10b immediately below one electronic component 21 and the second surface 25b of the wiring board 25.
  • the second electronic component 22 Since the second electronic component 22 generates less heat than the first electronic component 21, it is possible to adopt a structure in which the amount of heat radiation near the region where the second electronic component 22 is mounted is reduced.
  • the thickness of the resin 10b in a region covering the second surface 25b of the wiring board 25 immediately below the second electronic component 22 is set to the thickness of the resin 10b in a region covering the second surface 25b of the wiring substrate 25 immediately below the first electronic component 21.
  • Example 2 As shown in FIG. 6, an electronic control device 1A of Example 2 having the same configuration as Example 1 except that the distance L3 was smaller than the distance L2 was manufactured. Then, under the conditions described in Example 1, the temperature reduction amounts of Example 2 and Comparative Example 1 with respect to the reference product were compared.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a temperature decrease amount and a temperature decrease amount of the first electronic component with respect to the reference product in Comparative Example 1 and Example 2.
  • the “temperature decrease of the first electronic component with respect to the reference product” of the second embodiment is 2 ° C. more than the “temperature decrease of the first electronic component with respect to the reference product” of the comparative example 1.
  • Example 2 also had high heat dissipation similar to that of Example 1.
  • Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment. Therefore, the second embodiment also has the same effects (1) to (5) as the first embodiment.
  • FIG. 8 shows a third embodiment of an electronic control unit 1B according to the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.
  • a distance L4 between the outer surface 11d of the resin 10a immediately above the first electronic component 21 and the first surface 25a of the wiring board 25 (hereinafter simply referred to as "distance") L4) is formed to be larger than the distance L1 between the outer surface 11a of the resin 10a immediately above the second electronic component 22 and the first surface 25a of the wiring board 25. That is, in the third embodiment, the distance L3 is smaller than the distance L2, and the distance L4 is larger than the distance L1.
  • the heat dissipation of the heat generated by the first electronic component 21 improves as the thickness of the resin 10a in the region formed immediately above the first electronic component 21 increases. Since the first electronic component 21 generates a large amount of heat, the thickness of the resin 10a formed in the region immediately above the first electronic component 21 is also increased to further improve the heat dissipation and reduce the amount of the resin 10a. In addition, the cost can be reduced.
  • Example 3 As shown in FIG. 8, an electronic control device of Example 3 having the same configuration as that of Example 2 except that the distance L4 was larger than the distance L1 was manufactured. Then, under the conditions described in Example 1, the temperature reduction amounts of Example 3 and Comparative Example 1 with respect to the reference product were compared.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a temperature decrease amount and a temperature decrease amount with respect to the reference product of the first electronic component in Comparative Example 1 and Example 3.
  • the “temperature drop of the first electronic component with respect to the reference product” of the third embodiment is 2 ° C. more than the “temperature drop of the first electronic component with respect to the reference product” of Comparative Example 1.
  • Example 3 also had high heat dissipation similar to that of Example 1.
  • Other configurations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment. Therefore, the third embodiment also has the same effects (1) to (5) as the first embodiment.
  • the distance L2 and the distance L3 may be the same as in the first embodiment.
  • the electronic control units 1, 1A, and 1B each include one first electronic component 21 having a large heat value.
  • the present invention can also be applied to an electronic control device including a plurality of first electronic components 21.

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Abstract

電子制御装置は、第一面に導体配線が形成された配線基板と、前記配線基板の前記第一面上に実装され、発熱量が大きい第一の電子部品と、前記配線基板の前記第一面上に実装され、前記第一の電子部品より発熱量が小さい第二の電子部品と、前記第一の電子部品、前記第二の電子部品および前記配線基板の前記第一面および前記配線基板の前記第一面に対向する第二面を覆う樹脂とを備え、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離よりも大きい。

Description

電子制御装置
　本発明は電子制御装置に関する。
　近年、自動車や建設機械の燃費向上や高精度制御のため、電子制御装置に対し、エンジン等のアクチュエータに直接搭載される機電一体化が求められている。機電一体化の場合、電子制御装置の搭載場所が限られるため小型化が必要とされ、小型化に伴い、電子部品の発熱密度が増加するため、高放熱化が必要とされる。
　このような用途に適用可能な電子制御装置として、複数の配線層およびスルーホールを有する配線基板上に電子部品を実装し、金属ベースで支持すると共に、金属ベースと配線基板とを熱硬化性樹脂により封止した構造が知られている。この構造では、スルーホール内にも樹脂を充填することで、熱応力に対するスルーホールの耐久性が向上し、長寿命化を図ることができると記載されている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２００９－１４７０１４号公報
　上記特許文献１には、電子部品の放熱性を向上するための封止樹脂の構造に関する記載は無い。
　本発明の一態様による電子制御装置は、第一面に導体配線が形成された配線基板と、前記配線基板の前記第一面上に実装され、発熱量が大きい第一の電子部品と、前記配線基板の前記第一面上に実装され、前記第一の電子部品より発熱量が小さい第二の電子部品と、前記第一の電子部品、前記第二の電子部品および前記配線基板の前記第一面および前記配線基板の前記第一面に対向する第二面を覆う樹脂とを備え、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離よりも大きい。
　本発明によれば、電子部品の放熱性を向上することができる。
本発明による電子制御装置の第１の実施形態の断面図。 図１に示す電子制御装置の第一の電子部品および第二の電子部品周縁部の拡大図。 図１に示す配線基板のビア形成領域の拡大図。 比較例１の電子制御装置の断面図であり、本発明の第１の実施形態の図２に対応する図。 比較例１と本発明の第１の実施形態についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図。 本発明による電子制御装置の第２の実施形態を示し、第１の実施形態の図２に対応する断面図。 比較例１と実施例２についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図。 本本発明による電子制御装置の第３の実施形態を示し、第１の実施形態の図２に対応する断面図。 比較例１と実施例３についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
　図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
　同一あるいは同様な機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
－第１の実施形態－
　図１～図３を参照して、本発明の電子制御装置の第１の実施形態を説明する。
　図１は、本発明による電子制御装置の第１の実施形態の断面図である。
　電子制御装置１は、電子部品構成体２０と、電子部品構成体２０全面を封止する樹脂１０とを備えている。
　電子部品構成体２０は、配線基板２５と、第一の電子部品２１と、第二の電子部品２２と、第三の電子部品２３と、コネクタ４１とを備えている。
　配線基板２５は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等により形成され、第一面２５ａおよび第二面２５ｂの表面を有しており、第一面２５ａおよび第二面２５ｂには、それぞれ、導体配線２６ａ、２６ｂ（図１、図２には図示せず。図３参照）が形成されている。
　第一の電子部品２１は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の発熱量の大きい電子部品である。第二、第三の電子部品２２、２３は、第一の電子部品２１より発熱量が小さい、能動素子または受動素子等の電子部品である。
　第一の電子部品２１および第二の電子部品２２は、導電材５１により配線基板２５の第一面２５ａの導体配線２６ａに電気的に接続されている。第三の電子部品２３は、導電材５１により配線基板２５の第二面２５ｂの導体配線２６ｂに電気的に接続されている。導電材５１は、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ等の鉛を含まないはんだや銀ペースト等の導電樹脂により形成されている。
　配線基板２５の第一の電子部品２１に対向する領域には、複数のビア３３が形成されている。ビア３３は、配線基板２５を厚さ方向に貫通する貫通孔の内面にめっき膜を形成したり、貫通孔内に導電材を充填したりすることにより形成され、配線基板２５の導体配線２６ａ、２６ｂを熱伝導可能に結合、換言すれば、熱結合するものである。
　コネクタ４１は、複数のコネクタ端子４１ａと、インサート成型または係合等によりコネクタ端子４１ａを一体的に固定するハウジング部４１ｂを備えている。ハウジング部４１ｂは、例えば、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）等により形成される。コネクタ４１の各コネクタ端子４１ａは、配線基板２５のスルーホール内（図示せず）を挿通され、配線基板２５の導体配線２６ａ、２６ｂに不図示のはんだ等の接合材により接続される。
　樹脂１０は、第一の電子部品２１、第二、第三の電子部品２２、２３、配線基板２５、コネクタ端子４１ａの一部である配線基板２５とハウジング部４１ｂ間の部分を外部から封止するように覆う。これにより、電子制御装置１の耐熱性、防水性、耐塩水性などの信頼性が確保される。樹脂１０により、第一の電子部品２１、第二、第三の電子部品２２、２３、コネクタ端子４１ａと配線基板２５とを接続する導電材５１の熱ひずみが低減され、温度サイクル性などの信頼性が確保される。また、樹脂１０は、第一の電子部品２１等から発生される熱の放熱性に大きな影響を有する。本発明は、後述するように、樹脂１０による放熱効果を利用して第一の電子部品２１の放熱性を向上するようにしたものである。樹脂１０の材料としては、例えば、エポキシ系、フェノール系、ウレタン系、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂が好適である。しかし、これらの樹脂材料は一例であって、他の樹脂材料を用いてもよい。
　図２は、図１に示す電子制御装置の第一の電子部品および第二の電子部品周縁部の拡大図である。なお、図２は、図１の上下を反転した状態で示されている。
　第一の電子部品２１は、半導体素子２１ａと、半導体素子２１ａに熱結合されたヒートスプレッダ２１ｂと、半導体素子２１ａおよびヒートスプレッダ２１ｂを封止する封止部材２１ｄと、半導体素子２１ａに接続され、封止部材２１ｄの外部に延出された複数のリード端子２１ｃとを備えている。ヒートスプレッダ２１ｂの半導体素子２１ａと反対側の一面は、封止部材２１ｄから露出している。
　このヒートスプレッダ２１ｂの封止部材２１ｄから露出する一面と配線基板２５の第一面２５ａとの間に、熱伝導材５２が介在されている。熱伝導材５２は、例えば、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ等の鉛を含まないはんだや銀ペースト等の導電樹脂により形成されている。熱伝導材５２は、ヒートスプレッダ２１ｂの一面とビア３３とを熱伝導可能に結合、換言すれば、熱結合する。これにより、第一の半導体素子２１ａから発生された熱はヒートスプレッダ２１ｂを介して配線基板２５の第一面２５ａ側に伝導される。また、配線基板２５の第一面２５ａ側に伝導された熱は、ビア３３を介して配線基板２５の第二面２５ｂ側に伝導される。
　配線基板２５の第一面２５ａ側に伝達された熱は、主に、第一の電子部品２１が実装された側に形成された樹脂１０ａを介して、外部に放出される。配線基板２５の第二面２５ｂ側に伝達された熱は、主に、第一の電子部品２１が実装された側と反対側に形成された樹脂１０ｂを介して、外部に放出される。
　本発明の第１の実施形態では、図２に示されるように、第一の電子部品２１直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｂと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ2が、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ1よりも大きく形成されている。この構成により、後述する各実施例に示すように、第一の電子部品２１直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｂと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ2が、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ1と同一もしくはそれ以下の構造に比し、放熱性を大きくするようにしたものである。
　図３は、図１に示す配線基板のビア形成領域の拡大断面図である。
　配線基板２５は、内層導体３１ａ、３１ｂが形成されたコア材３１の上下各面にプリプレグ３２ａ、３２ｂを接着して形成される。プリプレグ３２ａ、３２ｂの外表面には、それぞれ、導体配線２６ａ、２６ｂが形成されている。内層導体３１ａ、３１ｂは、導体配線２６ａ、２６ｂより厚く形成されている。内層導体３１ａ、３１ｂは、ビア３３を形成する領域には形成されていない。内層導体３１ａ、３１ｂが形成されていない領域において、コア材３１およびプリプレグ３２ａ、３２ｂを貫通する複数の貫通孔を、ドリル等により形成し、各貫通孔の内面に銅等のめっき層を形成するか、もしくは各貫通孔内に導電材を充填してビア３３を形成する。
　第一の電子部品２１が発した熱は、配線基板２５の第一面２５ａ、ビア３３を介して内層導体３１ａ、３１ｂに伝達され、内層導体３１ａ、３１ｂにより、配線基板２５の面方向に効率よく伝達される。そして、配線基板２５の第一面２５ａおよび第二面２５ｂから樹脂１０ａ、１０ｂに伝達される。
　このため、内層導体３１ａ、３１ｂの厚さを厚くすると、放熱性を向上することができる。内層導体３１ａ、３１ｂの厚さを、配線基板２５の外表面に形成された導体配線２６ａ、２６ｂの厚さより大きくすることで、安価で放熱性の良い配線基板２５を得ることができる。また、ビア３３の数を多くすると、放熱性を向上することができる。
　次に、図１に図示された電子制御装置１を製造する方法を示す。
　予め、導体配線２６ａ、２６ｂ、ビア３３および内層導体３１ａ、３１ｂを有する配線基板２５を形成しておく。
　配線基板２５を形成するには、配線基板２５の第一面２５ａに形成された導体配線２６ａの接続パッド（図示せず）上に導電材５１、熱伝導材５２を供給する。そして、導電材５１上に第一の電子部品２１および第二の電子部品２２を搭載する。第一の電子部品２１は、ヒートスプレッダ２１ｂが熱伝導材５２に接触するように搭載する。導電材５１と熱伝導材５２は、同じ材料であってもよい。この状態でリフロー等により、導電材５１および熱伝導材５２を溶融、凝固して、第一の電子部品２１、第二の電子部品２２を、導体配線２６ａに電気的に接続する。配線基板２５の第二面２５ｂ側においても、同様な工程を行い、第三の電子部品２３を導電材５１により導体配線２６ｂに電気的に接続する。
　次に、コネクタ４１の各コネクタ端子４１ａの一端を、配線基板２５のスルーホール内を挿通し、配線基板２５の導体配線２６ａ、２６ｂに不図示のはんだ等の接合材により接続する。このようにして、配線基板２５と、第一の電子部品２１と、第二の電子部品２２と、第三の電子部品２３と、コネクタ４１とを有する電子部品構成体２０を形成する。
　この後、電子部品構成体２０を金型内に収容し、金型内部に流動性を有する樹脂組成物を注入し、電子部品構成体２０全体を封止する樹脂１０を成型により形成する。
　このような工程により、図１に示す電子制御装置１が作製される。
［実施例１］
　第一の電子部品２１にはリード形状の端子を備えたＡＳＩＣを用い、第二の電子部品２２には１．６ｍｍ×０．８ｍｍのチップ抵抗を用いた。導電材５１、熱伝導材５２にはＳｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕからなる鉛を含まないはんだを用いた。リード端子２１ｃ、第二の電子部品２２を、導電材５１により配線基板２５の第一面２５ａに電気的に接続した。また、第一の電子部品２１のヒートスプレッダ２１ｂとビア３３とを熱伝導材５２により熱結合した。ヒートスプレッダ２１ｂの面積は８ｍｍ角、第一の電子部品２１の封止部材２１ｄの面積は１４ｍｍ角である。配線基板２５は７６ｍｍ角、厚さ１．６ｍｍ、４層配線の多層配線基板を用いた。
　ヒートスプレッダ２１ｂ直下の配線基板２５には、ビア３３が形成されている。樹脂１０は、８０ｍｍ角であり、第一の電子部品２１直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｂと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ2を１０ｍｍとし、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ1を３ｍｍとした。
　上記実施例１とは別に比較例１の電子制御装置を作製した。
　図４は、比較例１の電子制御装置の断面図であり、本発明の第１の実施形態の図２に対応する図である。
　比較例１の電子制御装置１Ｒは、第一の電子部品２１直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｂと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ2が、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ1よりも小さく形成されている。
　比較例１として、第一の電子部品２１直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｂと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ2（以下、単に「距離Ｌ2」ということもある）を３ｍｍとし、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ1（以下、単に「距離Ｌ1」ということもある）を１０ｍｍとした。
　また、実施例１の電子制御装置１および比較例１の電子制御装置１Ｒとは別に、規準品を作製した。規準品は、距離Ｌ2が３ｍｍ、距離Ｌ1が３ｍｍとし、その他の構成は、実施例１の電子制御装置１と同じものである。
　図５は、比較例１と本発明の第１の実施形態についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量を示す図である。
　実施例１の電子制御装置１、比較例１の電子制御装置１Ｒおよび規準品について、半導体素子２１ａを３Ｗ発熱させた場合の半導体素子２１ａの温度を計測した。計測は、１０５℃の空気が無風状態（風速０m/s）にある風洞内に電子制御装置１、１Ｒおよび規準品を配置して行った。
　図５に示すように、実施例１の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、４℃程度である。また、比較例１の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、２℃程度である。従って、実施例１の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、比較例１の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」よりも２℃程度大きい。これにより、第１の実施形態の電子制御装置１は、比較例１の電子制御装置１Ｒよりも半導体素子２１ａが発する熱の放熱性能が大きく、電子制御装置１の温度上昇を抑制することが可能であることが確認された。
　なお、第１の実施形態では、図１、図２に図示されるように、樹脂１０ａの外表面１１ａが平坦である、すなわち、配線基板２５の第一面２５ａ上に形成される樹脂１０ａの厚さが全面において均一である構造として例示した。換言すれば、第一の電子部品２１直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離は、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離と同じＬ1である。しかし、樹脂１０ａは、空気よりも熱伝導率が大きいので、樹脂１０ａの厚さを大きくするほど、第一の電子部品２が発する熱の放熱性は向上する。このため、第一の電子部品２１直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離を、距離Ｌ1より大きくしてもよい。すなわち、第一の電子部品２１直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｂと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ2が、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ１よりも大きい構造であれば、放熱性がよく、かつ、樹脂１０ａの量を低減可能な電子制御装置１を得ることができる。
　本発明の第１の実施形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）電子制御装置１は、配線基板２５の第一面２５ａ上に、発熱量が大きい第一の電子部品２１と、第一の電子部品２１より発熱量が小さい第二の電子部品２２が実装され、第一、第二の電子部品２１、２２および配線基板２５を覆う樹脂１０とを備える。第一の電子部品２１直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｂと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ2が、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ1よりも大きい。このため、第一の電子部品２１が発する熱の放熱性を向上することができ、かつ、樹脂１０ａの量を低減することができる。
　第１の実施形態の電子制御装置１は、放熱性を向上することができるため、放熱フィン等の冷却部を有する放熱板あるいは放熱用ケース等を用いない電子制御装置１とすることが可能である。放熱板や放熱用ケースを用いない電子制御装置１とすれば、小型化および低コスト化を図ることが可能である。但し、本発明は、放熱板または放熱用ケース等を用いない電子制御装置１に限られるものではなく、放熱板または放熱用ケース等を備える電子制御装置１もまた本発明に含まれるものである。
　なお、上記において、配線基板２５の第一面２５ａを覆う樹脂１０ａの厚さは、第一の電子部品２１直上を覆う領域と、第二の電子部品２２直上を覆う領域とにおいて、同一とすることができる。要するに、配線基板２５の第一面２５ａを覆う樹脂１０ａの外表面１１ａを平坦にすることができる。これにより、配線基板２５の変形を抑制し、生産効率を向上することができる。
（２）配線基板２５は、第一面２５ａと第二面２５ｂとを熱結合するビア３３を有する。このため、配線基板２５の第一面２５ａ側から第二面２５ｂ側への熱伝導性が向上し、放熱性を一層、向上することができる。
（３）配線基板２５は、内層導体３１ａ、３１ｂを有する多層積層基板であり、内層導体３１ａ、３１ｂの厚さは、配線基板２５の第一面に形成された導体配線２６ａ、２６ｂより厚い。内層導体３１ａ、３１ｂが厚いので、第一の電子部品２１が発する熱が内層導体３１ａ、３１ｂを介して、配線基板２５の面方向に効率よく伝導され、放熱性が向上する。
（４）第一の電子部品２１は、半導体素子２１ａと、半導体素子２１ａに熱結合したヒートスプレッダ２１ｂと、封止部材２１ｄとを有し、ヒートスプレッダ２１ｂの半導体素子２１ａと反対側の一面は、封止部材２１ｄから露出している。このため、半導体素子２１ａが発する熱をヒートスプレッダ２１ｂから効率的に放熱することができる。
（５）ヒートスプレッダ２１ｂと配線基板２５の導体配線２６ａ、２６ｂとを熱結合する熱伝導材５２を、さらに備える。このため、第一の電子部品２１が発する熱が、熱伝導材５２から配線基板２５に効率よく伝達され、放熱性を向上することができる。
－第２の実施形態－
　図６は、本発明による電子制御装置の第２の実施形態を示し、第１の実施形態の図２に対応する断面図である。
　第２の実施形態では、第二の電子部品２２直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｃと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ3（以下、単に「距離Ｌ3」ということもある）が、第一の電子部品２１直下の樹脂１０ｂの外表面１１ｂと配線基板２５の第二面２５ｂとの距離Ｌ2よりも、よりも小さい。
　第二の電子部品２２は、第一の電子部品２１よりも発熱量が小さいので、第二の電子部品２２が実装された領域付近の放熱量を低下する構造とすることができる。第二の電子部品２２直下の配線基板２５の第二面２５ｂを覆う領域の樹脂１０ｂの厚さを第一の電子部品２１直下の配線基板２５の第二面２５ｂを覆う領域の樹脂１０ｂの厚さより小さくすることにより、樹脂１０ｂの量を低減し、コストを低減することが可能である。
［実施例２］
　図６に図示されるように、距離Ｌ3が距離Ｌ2よりも小さく、その他は、実施例１と同じ構成の実施例２の電子制御装置１Ａを作製した。
　そして、実施例１に記載した条件で、規準品に対する実施例２と比較例１の温度低下量を比較した。
　図７は、比較例１と実施例２についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図である。
　図７に示されるように、実施例２の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、比較例１の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」よりも２℃程度大きい。つまり、実施例２についても、実施例１と同様な高放熱性を有することが確認された。
　第２の実施形態の他の構成は、第１の実施形態と同様である。従って、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果（１）～（５）を奏する。
　－第３の実施形態－
　図８は、本発明による電子制御装置１Ｂの第３の実施形態を示し、第１の実施形態の図２に対応する断面図である。
　第３の実施形態では、第２の実施形態の構造に加え、第一の電子部品２１直上の樹脂１０ａの外表面１１ｄと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ4（以下、単に「距離Ｌ4」ということもある）が、第二の電子部品２２直上の樹脂１０ａの外表面１１ａと配線基板２５の第一面２５ａとの距離Ｌ1よりも大きく形成されている。
　つまり、第３の実施形態では、距離Ｌ3が、距離Ｌ2よりも小さく、かつ、距離Ｌ4が距離Ｌ1よりも大きい。
　第１の実施形態において説明した通り、第一の電子部品２１直上に形成する領域の樹脂１０ａの厚さが厚いほど、第一の電子部品２１が発する熱の放熱性は向上する。第一の電子部品２１は発熱量が大きいので、第一の電子部品２１直上領域に形成する樹脂１０ａの厚さも大きくすることで、一層、放熱性を向上し、かつ、樹脂１０ａの量を低減し、コストを低減することが可能である。
［実施例３］
　図８に図示されるように、距離Ｌ4が距離Ｌ1よりも大きく、その他は、実施例２と同じ構成の実施例３の電子制御装置を作製した。
　そして、実施例１に記載した条件で、規準品に対する実施例３と比較例１の温度低下量を比較した。
　図９は、比較例１と実施例３についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図である。
　図９に示されるように、実施例３の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、比較例１の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」よりも２℃程度大きい。つまり、実施例３についても、実施例１と同様な高放熱性を有することが確認された。
　第３の実施形態の他の構成は、第１の実施形態と同様である。従って、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果（１）～（５）を奏する。
　なお、第３の実施形態において、第１の実施形態と同様、距離Ｌ2と距離Ｌ3とを同一にしてもよい。
　上記各実施形態では、発熱量が大きい第一の電子部品２１を１つ備える電子制御装置１、１Ａ、１Ｂとして例示した。しかし、本発明を、第一の電子部品２１を複数個備える電子制御装置に適用することも可能である。
　上記では、種々の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特許出願２０１８－１７６１９９（２０１８年９月２０日出願）
　　１、１Ａ．１Ｂ　　　電子制御装置
　１０、１０ａ、１０ｂ　　　樹脂
　１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ　　外表面
　２１　　　第一の電子部品
　２１ａ　　半導体素子
　２１ｂ　　ヒートスプレッダ
　２１ｄ　　封止部材
　２２　　　第二の電子部品
　２５　　　配線基板
　２５ａ　　第一面
　２５ｂ　　第二面
　２６ａ、２６ｂ　　導体配線
　３１　　　コア材
　３１ａ、３１ｂ　　内層導体
　３３　　　ビア
　５１　　　導電材
　５２　　　熱伝導材
　Ｌ1　　　 第二の電子部品直上の樹脂の外表面と配線基板の第一面との距離
　Ｌ2　　　 第一の電子部品直下の樹脂の外表面と配線基板の第二面との距離
　Ｌ3　　　 第二の電子部品直下の樹脂の外表面と配線基板の第二面との距離
　Ｌ4　　　 第一の電子部品直上の樹脂の外表面と配線基板の第一面との距離

Claims (11)

  1. 　第一面に導体配線が形成された配線基板と、
    　前記配線基板の前記第一面上に実装され、発熱量が大きい第一の電子部品と、
    　前記配線基板の前記第一面上に実装され、前記第一の電子部品より発熱量が小さい第二の電子部品と、
    　前記第一の電子部品、前記第二の電子部品および前記配線基板の前記第一面および前記配線基板の前記第一面に対向する第二面を覆う樹脂とを備え、
    　前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離よりも大きい、電子制御装置。
  2. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記第一の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の前記外表面と前記配線基板の前記第一面との距離と同じである、電子制御装置。
  3. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記第二の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の前記外表面と前記配線基板の前記第二面との距離よりも小さい、電子制御装置。
  4. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記第一の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の前記外表面と前記配線基板の前記第一面との距離よりも大きい、電子制御装置。
  5. 　請求項４に記載の電子制御装置において、
    　前記第二の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離よりも小さい、電子制御装置。
  6. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記配線基板は、前記第一面と前記第二面とを熱結合するビアを有する、電子制御装置。
  7. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記配線基板は、内層導体を有する多層積層基板であり、
    　前記内層導体の厚さは、前記配線基板の前記第一面に形成された前記導体配線より厚い、電子制御装置。
  8. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記第一の電子部品は、半導体素子と、前記半導体素子に熱結合したヒートスプレッダと、封止部材とを有し、
    　前記ヒートスプレッダの前記半導体素子と反対側の一面は、前記封止部材から露出している、電子制御装置。
  9. 　請求項８に記載の電子制御装置において、
    　前記ヒートスプレッダと前記配線基板の前記導体配線とを熱結合する熱伝導材を、さらに備える、電子制御装置。
  10. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記配線基板は、前記第一面と前記第二面とを熱結合するビアを有し、
    　前記配線基板は、前記配線基板の前記第一面に形成される前記導体配線より厚い内層導体を有する多層積層基板であり、
    　前記第二の電子部品と前記配線基板の前記導体配線とを熱結合する熱伝導材とを、さらに備える、電子制御装置。
  11. 　請求項１および請求項３から請求項１０までのいずれか一項に記載の電子制御装置において、
    　前記第一の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離が、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離より小さい、電子制御装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12057255B2 (en) * 2019-12-02 2024-08-06 Acleap Power Inc. Hybrid transformers for power supplies

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005004563A1 (ja) * 2003-07-03 2005-01-13 Hitachi, Ltd. モジュール装置及びその製造方法
JP2005093905A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Hitachi Ltd 電子基板ユニット
JP2005244199A (ja) * 2004-02-23 2005-09-08 Samsung Electronics Co Ltd 改善された熱拡散性能を有する多層回路ボード及びその製造方法
JP2006173402A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Hitachi Ltd 電子回路装置及びその製造方法
JP2013069832A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Panasonic Corp 機器の制御装置
JP2014131081A (ja) * 2012-09-25 2014-07-10 Denso Corp 電子装置
JP2018022764A (ja) * 2016-08-03 2018-02-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3592129B2 (ja) * 1999-04-15 2004-11-24 新光電気工業株式会社 多層配線基板の製造方法
WO2008098088A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-14 Hitek Power Corporation High voltage recessed connector contact
JP2009147014A (ja) 2007-12-12 2009-07-02 Hitachi Ltd 樹脂封止型電子制御装置及びその封止成形方法
JP5942951B2 (ja) 2012-09-25 2016-06-29 株式会社デンソー 電子装置
US9385059B2 (en) * 2013-08-28 2016-07-05 Infineon Technologies Ag Overmolded substrate-chip arrangement with heat sink
US10332832B2 (en) * 2017-08-07 2019-06-25 General Electric Company Method of manufacturing an electronics package using device-last or device-almost last placement

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005004563A1 (ja) * 2003-07-03 2005-01-13 Hitachi, Ltd. モジュール装置及びその製造方法
JP2005093905A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Hitachi Ltd 電子基板ユニット
JP2005244199A (ja) * 2004-02-23 2005-09-08 Samsung Electronics Co Ltd 改善された熱拡散性能を有する多層回路ボード及びその製造方法
JP2006173402A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Hitachi Ltd 電子回路装置及びその製造方法
JP2013069832A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Panasonic Corp 機器の制御装置
JP2014131081A (ja) * 2012-09-25 2014-07-10 Denso Corp 電子装置
JP2018022764A (ja) * 2016-08-03 2018-02-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子装置

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