(57)【要約】【課題】信頼性を確保しながら放熱性能の向上を図る。【解決手段】比較的小さな線膨張係数の第１の放熱板２６を回路基板２２の裏面と接着すると共にリード端子２４と同一のリードフレーム２３からなる比較的大きな線膨張係数の第２の放熱板２８を第１の放熱板２６の中央部をさけた端部で面接着して先端部２８ｂをパッケージ側面から外部へ露出させる。これにより、回路基板２２と接着される第１の放熱板２６の線膨張係数を回路基板２２の線膨張係数に近づけて回路基板２２と第１の放熱板２６との間の熱応力の影響を小さくすると共に電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃの発熱を回路基板２２，第１の放熱板２６を介してリード端子２４と同一の材料の放熱板２８から放熱することができる。【選択図】図３
2010040584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が回路基板上に実装されてなる電子回路装置であって、
前記回路基板と電気的に接続された外部接続端子と、
前記回路基板の裏面に接合された第１のヒートシンク部と、該第１のヒートシンク部に接合された第２のヒートシンク部とからなるヒートシンクと、
樹脂を用いて前記回路基板と前記第１のヒートシンク部の全部が封止されると共に一部が側面から外部に露出した状態で前記外部接続端子と前記第２のヒートシンク部とが封止されてなる樹脂部と、
を備え、
前記第１のヒートシンク部は、前記第２のヒートシンク部よりも線膨張係数が小さな部材により形成されてなる
ことを特徴とする電子回路装置。
【請求項２】
前記第２のヒートシンク部は、前記外部接続端子と同一材料を用いて形成されてなる請求項１記載の電子回路装置。
【請求項３】
前記外部接続端子と前記第２のヒートシンク部は、一体のリードフレームを切断することにより形成されてなる請求項２記載の電子回路装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の電子回路装置であって、
前記回路基板と前記第１のヒートシンク部と前記第２のヒートシンク部は、この順に層状に接合され、
前記第２のヒートシンク部は、前記第１のヒートシンク部の中央部からはずれた部位だけと重なるよう面接合されてなる
電子回路装置。
【請求項５】
前記樹脂部は、下面側の前記第１のヒートシンク部の中央部に相当する部位の樹脂を削減した下面側樹脂削減部が形成されてなる請求項４記載の電子回路装置。
【請求項６】
前記樹脂部は、上面側に面の一部に樹脂を削減した上面側樹脂削減部が形成されてなる請求項５記載の電子回路装置。
【請求項７】
前記上面側樹脂削減部は、上面の中央部に形成されてなる請求項６記載の電子回路装置。
【請求項８】
前記上面側樹脂削減部は、略長方形状の領域に形成されてなる請求項７記載の電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が回路基板上に実装されてなる電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子回路装置としては、素子が実装された回路基板と、回路基板の下面に接着されたベース部材と、回路基板に形成された配線パターンと電気的に接続されたリード端子とを備え、ベース部材の下面が露出するように樹脂モールドされてなるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、下面にベース部材が露出するよう樹脂モールドするから、素子の発熱をベース部材を介して下面から放熱することができるとしている。
【０００３】
また、電子部品が実装された回路基板に接着されたベース部材を、回路基板と電気的に接続するリード端子と同一のリードフレームユニットにより形成して、ベース部材の上下面を覆うと共にパッケージ側面からベース部材が外部に露出するよう樹脂封止するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００８−８４９７８号公報
【特許文献２】特開２００７−４３１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者の電子回路装置では、ベース部材の下面が大きく露出されているため、放熱性には優れるものの、ベース部材と樹脂の線膨張係数の差によって生じる熱応力により樹脂の界面剥離を引き起こす場合も考えられ、信頼性は低下する。一方、後者の電子回路装置では、ベース部材の下面も樹脂により封止するから、上述した界面剥離などの不具合の発生は抑制することができるものの、ベース部材はリード端子と同じ厚みの部材となるから、側面からだけでは十分な放熱性能を得られない場合がある。ベース部材をリード端子と別材料により構成してベース部材の厚みや面積を大きくすることも考えられるが、ベース部材をパッケージ側面から外部へ露出する必要からベース部材の厚みや面積の拡大も限られるし、ベース部材の厚みや面積の拡大により装置全体が大型化してしまう。
【０００５】
本発明の電子回路装置は、信頼性を確保しながら放熱性能の向上を図ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子回路装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電子回路装置は、
電子部品が回路基板上に実装されてなる電子回路装置であって、
前記回路基板と電気的に接続された外部接続端子と、
前記回路基板の裏面に接合された第１のヒートシンク部と、該第１のヒートシンク部に接合された第２のヒートシンク部とからなるヒートシンクと、
樹脂を用いて前記回路基板と前記第１のヒートシンク部の全部が封止されると共に一部が側面から外部に露出した状態で前記外部接続端子と前記第２のヒートシンク部とが封止されてなる樹脂部と、
を備え、
前記第１のヒートシンク部は、前記第２のヒートシンク部よりも線膨張係数が小さな部材により形成されてなる
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明の電子回路装置では、ヒートシンクを線膨張係数が比較的小さな部材の第１のヒートシンク部と線膨張係数が比較的大きな部材の第２のヒートシンク部とにより構成し、第１のヒートシンク部を回路基板の裏面に接合し第２のヒートシンク部を第１のヒートシンク部に接合し、樹脂を用いて回路基板と第１のヒートシンク部の全部を封止すると共に一部が側面から外部に露出した状態で外部接続端子と第２のヒートシンク部とを封止する。これにより、電子部品の発熱を第１のヒートシンク部を介して第２のヒートシンク部から外部に放熱することができる。また、第１のヒートシンク部を第２のヒートシンク部よりも線膨張係数の小さな部材により形成して回路基板の裏面に接合される第１のヒートシンク部の全部を樹脂により封止すると共に第２のヒートシンク部の一部を樹脂部の側面から露出させるから、ヒートシンクを線膨張係数が比較的大きな単一の部材により形成するものに比して、回路基板とヒートシンクとの間で大きな熱応力が作用するのを抑制することができ、装置の信頼性をより向上させることができる。これらの結果、信頼性を確保しながら放熱性能の向上を図ることができる。
【０００９】
こうした本発明の電子回路装置において、前記第２のヒートシンク部は、前記外部接続端子と同一材料を用いて形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、外部に露出する第２のヒートシンク部を外部接続端子と同一材料により形成するから、信頼性をより向上させることができる。この態様の本発明の電子回路装置において、前記外部接続端子と前記第２のヒートシンク部は、一体のリードフレームを切断することにより形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、外部接続端子と第２のヒートシンク部の成形をより容易に行なうことができる。
【００１０】
また、本発明の電子回路装置において、前記回路基板と前記第１のヒートシンク部と前記第２のヒートシンク部は、この順に層状に接合され、前記第２のヒートシンク部は、前記第１のヒートシンク部の中央部からはずれた部位だけと重なるよう面接合されてなるものとすることもできる。こうすれば、第１のヒートシンク部と第２のヒートシンク部との接触面積を小さくすることができ、第１のヒートシンク部と第２のヒートシンク部との間で熱応力が作用するのを抑制することができる。この態様の本発明の電子回路装置において、前記樹脂部は、下面側の前記第１のヒートシンク部の中央部に相当する部位の樹脂を削減した下面側樹脂削減部が形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、第１のヒートシンク部から下面側樹脂削減部を介して下面から放熱する際の放熱性能をより向上させることができる。さらにこの態様の本発明の電子回路装置において、前記樹脂部は、上面側に面の一部に樹脂を削減した上面側樹脂削減部が形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、上面側に形成する樹脂と下面側に形成する樹脂との配分バランスをより良好なものとすることができ、装置の信頼性をより向上させることができる。この場合、前記上面側樹脂削減部は、上面の中央部に形成されてなるものとすることもできる。さらにこの場合、前記上面側樹脂削減部は、略長方形状の領域に形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、上面側に形成する樹脂と下面側に形成する樹脂との配分バランスを更に良好なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としての電子回路装置２０を上面側から見た外観を示す外観図であり、図２は、実施例の電子回路装置２０を下面側から見た外観を示す外観図であり、図３は、図１の電子回路装置２０のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【００１３】
実施例の電子回路装置２０は、図示するように、回路基板２２と、この回路基板２２と電気的に接続されたリード端子２４と、回路基板２２の裏面に接着された回路基板２２と略同形の第１の放熱板２６と、基端部２８ａが第１の放熱板２６の両端部とそれぞれ面接着されると共に先端部２８ｂが側方に延伸した左右２つの第２の放熱板２８と、を備え、リード端子２４の先端部と第２の放熱板２８の先端部２８ｂのみがパッケージ側面から外部に露出した状態で回路基板２２とリード端子２４と第１の放熱板２６と第２の放熱板２８とが樹脂により封止された樹脂封止部３０が形成されている。この実施例の電子回路装置２０では、例えば、車載されたオートマチックトランスミッション（ＡＴ）を制御するＡＴ用の電子制御ユニットとして構成されており、車速を検出する車速センサからの車速信号やシフトレバーの操作ポジションを検出するシフトポジションセンサからのシフトポジション信号などの制御に必要な信号を入力すると共に入力した信号に応じてオートマチックトランスミッションが備えるクラッチやブレーキをオンオフするためのアクチュエータ（ソレノイドバルブ）に駆動信号を出力する。
【００１４】
回路基板２２は、基材に形成された配線パターンと共に電子回路を形成するための複数の電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（図３参照）が実装されたものであり、耐熱性と熱伝導性に優れ、線膨張係数が比較的小さい材料（例えば、セラミック基板など）により形成されている。
【００１５】
リード端子２４は、例えば、熱圧着方式や超音波方式などによるワイヤボンディングによって回路基板２２の配線パターンと電気的に接続されている。このリード端子２４は、電気伝導性および熱伝導性の優れた材料（例えば、銅や銅合金など）により形成されており、回路基板２２に比して線膨張係数（熱膨張係数）が大きい。
【００１６】
第１の放熱板２６は、回路基板２２と略同形の長方形状の平板として形成されており、回路基板２２と熱伝達が可能に接着剤（例えば、シリコーン系の接着剤）を用いて回路基板２２の裏面に接着されている。この第１の放熱板２６は、熱伝導性に優れ且つ回路基板２２に比較的近い線膨張係数をもつ材料（例えば、銅クロム材など）により形成されている。
【００１７】
第２の放熱板２８は、基端部２８ａが第１の放熱板２６と熱伝達が可能に第１の放熱板２６の中央部をさけた端部と重なるよう接着剤（例えば、シリコーン系の接着剤）を用いて面接着されており、回路基板２２と第１の放熱板２６と共に３層構造をなしている。なお、実施例では、第１の放熱板２６と第２の放熱板２８とを接着剤により接着するものとしたが、これに限られず、ろう付けや溶接など周知の如何なる接合方法を用いるものとしてもよいことは勿論である。図４に、第１の放熱板２６と第２の放熱板２８との接合の様子を示す。先端部２８ｂには、実施例の電子回路装置２０を図示しない固定用のプレートにねじにより取り付けることができるようねじを挿入可能な凹部が形成されている。また、第２の放熱板２８は、基端部２８ａは回路基板２２の裏面に接着された第１の放熱板２６の下面に接着されるが先端部２８ｂはリード端子２４と略同一平面上で樹脂封止部３０のパッケージ側面から露出されるように屈曲された屈曲部２８ｃが形成されている。こうした第２の放熱板２８は、実施例では、リード端子２４と一体化した１枚のリードフレーム２３から成形されており、第２の放熱板２８はリード端子２４と同一材料により形成される。このリードフレーム２３の一例を図５に示す。なお、リードフレーム２３は、例えば、長方形状の平板をプレス加工することにより成形することができる。これにより、第１の放熱板２６は、回路基板２２に近い比較的小さな線膨張係数の部材により形成されるものとなり、第２の放熱板２８は、第１の放熱板２６よりも大きくリード端子２４と同一の線膨張係数の部材により形成されるものとなる。
【００１８】
樹脂封止部３０は、リード端子２４の先端部と第２の放熱板２８の先端部２８ｂをパッケージ側面から外部に露出すると共に回路基板２２と第１の放熱板２６とリード端子２４の基端部と第２の放熱板２８の基端部２８ａとを上下面を完全に覆うように樹脂により封止するものとして形成されており、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を加熱加圧して溶融し、溶融した樹脂を型内に注入して加圧することにより成形するトランスファーモールド成形により形成されている。このトランスファーモールド成形は、一度に複数の成形が可能であり、量産性に優れている。樹脂封止部３０には、下面側には中央部に略長方形状の凹部３０ａが形成されており、上面側にも中央部に略長方形状の凹部３０ｂが形成されている。下面側の凹部３０ａは、実施例では、第２の放熱板２８が第１の放熱板２６の中央部をさけて面接合されているから、第１の放熱板２６の中央部で熱伝導性の悪い樹脂封止部３０の肉厚を薄くすることができ、これにより、第１の放熱板２６の下面からの放熱性を確保しようとするものである。上面側の凹部３０ｂは、実施例では、図３に示すように、回路基板２２上に実装する各電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃのうち中央部に配置した電子部品２１ａ，２１ｂが周辺部に配置した電子部品２１ｃよりも背が低いことから、各電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃの背の高さに合わせて略長方形状に窪みが生じるよう形成するものとした。この下面側の凹部３０ａと上面側の凹部３０ｂの深さや形状としては、封止樹脂部３０と他の部材との間に作用する熱応力が抑制されるように上面側の樹脂と下面側の樹脂との配分が量的および位置的にバランスするよう設定されている。
【００１９】
こうして構成された実施例の電子回路装置２０では、例えば、回路基板２２に必要な電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃを実装し、接着剤を用いて回路基板２２の裏面に第１の放熱板２６を接着し、リード端子２４と第２の放熱板２８とが一体化したリードフレーム２３をプレス加工により成形し、接着剤を用いて回路基板２２を接着した第１の放熱板２６の裏面に第１の放熱板２６の中央部をさけた端部でリードフレーム２３ごと第２の放熱板２８を接着し、回路基板２２の配線パターンとリードフレーム２３のリード端子２４を形成する部分とをワイヤボンディングにより電気的に接続し、これを型内に設置すると共に溶融樹脂を注入することにより樹脂モールドして凹部３０ａ，３０ｂを有する樹脂封止部３０を形成し、最後にリードフレーム２３のうちリード端子２４を形成する部分と第２の放熱板２８を形成する部分以外の不要部分を切り捨てることにより製造することができる。実施例の電子回路装置２０では、比較的小さな線膨張係数の第１の放熱板２６を回路基板２２の裏面と接着すると共にリード端子２４と同一のリードフレーム２３からなる比較的大きな線膨張係数の第２の放熱板２８を第１の放熱板２６の中央部をさけた端部で面接着して先端部２８ｂをパッケージ側面から外部へ露出させることにより、回路基板２２と接着される第１の放熱板２６の線膨張係数を回路基板２２の線膨張係数に近づけて回路基板２２と第１の放熱板２６との間の熱応力の影響を小さくすると共に電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃの発熱を回路基板２２，第１の放熱板２６，第２の放熱板２８を順に介して外部へ放熱するものとしている。
【００２０】
以上説明した実施例の電子回路装置２０によれば、比較的小さな線膨張係数の第１の放熱板２６を回路基板２２の裏面と接着すると共に比較的大きな線膨張係数の第２の放熱板２８を第１の放熱板２６の中央部をさけた端部で面接着して先端部２８ｂをパッケージ側面から外部へ露出させることにより、回路基板２２と接着される第１の放熱板２６の線膨張係数を回路基板２２の線膨張係数に近づけて回路基板２２と第１の放熱板２６との間の熱応力の影響を小さくすると共に電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃの発熱を回路基板２２，第１の放熱板２６を介して第２の放熱板２８から放熱することができる。この結果、信頼性を確保しながら放熱性能の向上を図ることができる。しかも、第１の放熱板２６の裏面に第１の放熱板２６の中央部をさけた端部で第２の放熱板２８を接着し、樹脂封止部３０の下面側には第１の放熱板２６の中央部に対応する部位に凹部３０ａを形成して第１の放熱板２６の下面側の樹脂面の肉厚を薄くしたから、樹脂を介した第１の放熱板２６の下面側からの放熱を促進させることができ、放熱性能をさらに向上させることができる。また、樹脂封止部３０の上面側にも樹脂を削減する凹部３０ｂを形成したから、上面側の樹脂と下面側の樹脂との配分を量的および位置的にバランスさせて封止樹脂部３０と他の部材との間に作用する熱応力を抑制することができ、装置の信頼性をさらに向上させることができる。また、第２の放熱板２８を回路基板２２と第１の放熱板２６と共に３層構造をなすよう面接着するから、幅方向のサイズをコンパクトなものとすることができる。もとより、樹脂封止部３０は、リード端子２４の先端部と第２の放熱板２８の先端部２８ｂをパッケージ側面から外部に露出すると共に回路基板２２と第１の放熱板２６とリード端子２４の基端部と第２の放熱板２８の基端部２８ａとを上下面を完全に覆うように封止するから、放熱板の下面を露出させるものに比して、樹脂の界面剥離などの不具合の発生を防止することができる。
【００２１】
実施例の電子回路装置２０では、回路基板２２の裏面に第１の放熱板２６を面接着すると共に第１の放熱板２６の下面に第２の放熱板（基端部２８ａ）を面接着することにより３層に形成するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、第１の放熱板を回路基板２２よりも広い面積の平板として形成して回路基板２２の裏面に接着すると共に第１の放熱板の回路基板２２が接着された面（上面）の空きスペースに第２の放熱板を接着するなど、回路基板２２の裏面に第１の放熱板を接合すると共にこの第１の放熱板に第２の放熱板を接合して回路基板２２からの熱を第１の放熱板と第２の放熱板とを順に介して側方から外部へ放熱できるものであれば如何なる形態の接合とするものとしても構わない。
【００２２】
実施例の電子回路装置２０では、第２の放熱板２８をリード端子２４と同一のリードフレーム２３を用いて形成するものとしたが、これに限定されるものではなく、第２の放熱板２８をリード端子２４と別個に形成するものとしてもよい。この場合、回路基板２２に接着される第１の放熱板２６を第２の放熱板２８よりも小さな線膨張係数の材料により形成するものであれば、第２の放熱板２８をリード端子２４と同一材料を用いて形成するものとしてもよいし、異なる材料を用いて形成するものとしても構わない。
【００２３】
実施例の電子回路装置２０では、樹脂封止部３０の下面側に凹部３０ａを形成すると共に上面側にも凹部３０ｂを形成するものとしたが、下面側だけに凹部３０ａを形成するものとしてもよいし、上面側だけに凹部３０ｂを形成するものとしてもよいし、下面側にも上面側にも凹部を形成しないものとしても構わない。また、樹脂封止部３０の凹部を上面の中央部や下面の中央部に形成するものに限られず、回路基板２２に実装する電子部品２１ａ，２１ｂ，２１ｃの配置にもよるが、周辺部に形成するものとしても構わない。さらに、凹部の形状も長方形状にするものに限られず、円形状や楕円形状にするものなど如何なる形状としても差し支えない。ただし、樹脂形成のバランスを考えると、装置の中心線に対して対称となる形状とすることが望ましい。
【００２４】
実施例の電子回路装置２０では、車載されたオートマチックトランスミッション（ＡＴ）を制御するＡＴ用の電子制御ユニットとして構成するものとしたが、これに限定されるものではなく、他の車載用の機器（内燃機関や電動モータなど）を制御する電子制御ユニットとして構成するものとしてもよいし、車載用以外の他の如何なる機器を処理する電子回路装置として構成するものとしても構わない。
【００２５】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、回路基板２２が「回路基板」に相当し、リード端子２４が「外部接続端子」に相当し、第１の放熱板２６が「第１のヒートシンク部」に相当し、第２の放熱板２８が「第２のヒートシンク部」に相当し、樹脂封止部３０が「樹脂部」に相当する。また、凹部３０ａが「下面側樹脂削減部」に相当する。また、凹部３０ｂが「上面側樹脂削減部」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、電子回路の製造産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例としての電子回路装置２０を上面側から見た外観を示す外観図である。
【図２】実施例の電子回路装置２０を下面側から見た外観を示す外観図である。
【図３】図１の電子回路装置２０のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】第１の放熱板２６と第２の放熱板２８との接合の様子を示す説明図である。
【図５】リードフレーム２３の外観を示す外観図である。
【符号の説明】
【００２９】
２０  電子回路装置、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  電子部品、２２  回路基板、２３  リードフレーム、２４  リード端子、２６  第１の放熱板、２８  第２の放熱板、２８ａ  基端部、２８ｂ  先端部、２８ｃ  屈曲部、３０  樹脂封止部、３０ａ，３０ｂ  凹部。
【図１】
2010040584.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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