(57)【要約】【課題】  機械的部品に内蔵できる小型化，高信頼性のトランスファーモールド型電子制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】  表面実装型の電子部品を搭載した基板をトランスファーモールドした電子制御装置において、２枚以上の基板を有し、前記基板の少なくとも１枚は両面実装しており、前記基板は隙間を設けて積層配置し、基板と基板の間隔を一定に固定する支持構造を有することを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型の電子部品を搭載した基板をトランスファーモールドした電子制御装置において、２枚以上の基板を有し、前記基板の少なくとも１枚は両面に前記電子部品を搭載しており、前記基板は隙間を設けて積層配置し、基板と基板の間隔を一定に固定する支持構造を有することを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記支持構造は、接着的固定により基板と基板を固定していることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記支持構造は、基板面内又は基板端部に２箇所以上有することを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項４】
請求項２において、前記支持構造は、前記表面実装型の電子部品を用いることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項５】
請求項２において、前記支持構造は、リードフレームを用いることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項６】
請求項１において、前記支持構造は、機械的固定により基板と基板を固定していることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項７】
請求項６において、前記支持構造は、基板のスルーホールを用いたプレスフィット構造であることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項８】
請求項６において、前記支持構造は、基板に穴を設けネジ留めしていることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項９】
請求項１において、フレキシブル配線を用い、基板と基板の電気的接続をしていることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項１０】
請求項９において、トランスファーモールド時のゲート位置がフレキシブル配線と平行であることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項１１】
請求項９において、少なくとも基板と基板の隙間にある電子部品が絶縁コート材で被覆されていることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項１２】
請求項１において、基板の片面又は基板の片面に接着された金属板がモールド樹脂下面から露出し、モールド樹脂上面から最上段に配置された基板表面までの距離ａと、基板と基板の間隔ｂの関係が、ａ≦ｂであることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項１３】
請求項１において、基板全体がモールド樹脂に被覆され、モールド樹脂上面から最上段に配置された基板表面までの距離ａ，基板と基板の間隔ｂ，モールド樹脂下面から最下段に配置された基板表面までの距離ｃの関係が、ａ，ｃ≦ｂであることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置。
【請求項１４】
トランスファーモールド型電子制御装置の製造装置方法において、トランスファーモールド前に大気圧より減圧し、金型キャビティ内の気圧を直接又は間接的に監視し、所定の気圧と異なる気圧でトランスファーモールドを開始した製品は、正常な気圧でトランスファーモールドを開始した製品とは異なる場所に搬送又は異なるマーキングをつけ区別することを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置の製造方法。
【請求項１５】
表面実装型の電子部品を搭載した基板をトランスファーモールドした電子制御装置の製造方法において、２枚以上の基板をフレキシブル配線で接続し、広げた状態で絶縁コート材を途布して、フレキシブル配線部で折り曲げて基板を積層した後、トランスファーモールドすることを特徴とするトランスファーモールド型電子制御装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１に記載のトランスファーモールド型電子制御装置を搭載した変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車，船舶，ロボットなどの機械的部品に内蔵する小型，高信頼性のトランスファーモールド型電子制御装置に関する。特に、硫化物等の腐食性成分を含んだオイル環境である変速機内部で使用できるトランスファーモールド型電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に関しては、燃費，排ガスに対する規制強化や、安全性，快適性，静粛性に対する要求から、様々な電子制御が用いられ、電子部品の数が増大し、配線の引き回しが複雑になってきている。このため電子部品を小型，高信頼化し機械部品に内蔵する機電一体化が重要になってきている。
【０００３】
このような、小型化，高信頼化技術に関しては以下のものが開示されている。
【０００４】
特許文献１に示されるように、熱拡散板の両面に片面実装した基板を接着しトランスファーモールドした自動車用コントロールユニットが知られている。
【０００５】
特許文献２に示されるように基板を積み重ね、注型樹脂で封止した樹脂封止型半導体装置が知られている。
【０００６】
特許文献３に示されるようにコ字型の基板の対向する２面に半導体を実装し樹脂封止した樹脂封止型半導体装置が知られている。
【０００７】
特許文献４に示されるようにパワー半導体の上下に金属ベース基板を接合し樹脂封止した半導体装置が知られている。
【０００８】
特許文献５に示されるように第一の基板をトランスファーモールドし第二の基板を封止するためのケースとして用い、第二の基板を注型樹脂で封止する電力用混合集積回路装置が知られている。
【０００９】
特許文献６に示されるように半導体チップを実装した回路パターンをコの字状に折り曲げ樹脂封止した半導体装置が知られている。
【００１０】
特許文献７に示されるように半導体チップと基板を金属ポストで接合し樹脂封止したパッケージが知られている。
【００１１】
特許文献８に２つの半導体素子を対向して接合し樹脂封止した半導体装置が知られている。
【００１２】
【特許文献１】特許第３８４６４３７号
【特許文献２】特開平９−２３２５０９号公報
【特許文献３】特開平４−１０７７８６号公報
【特許文献４】特開２００４−１８７０３５号公報
【特許文献５】特開平１０−２４２３８５号公報
【特許文献６】特開２００２−４３５０７号公報
【特許文献７】特開２００４−１６５３１１号公報
【特許文献８】特開平８−１２５１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の発明は、特許文献１では、熱拡散板を介して基板を貼り合わせるため、片面実装基板を用いる必要があり実装密度が上がらず小型化に限界があった。
【００１４】
特許文献２では、ケースに注型樹脂を充填し封止する構造であり、ケースと注型樹脂の接着界面が多いため、温度サイクル等の熱応力で剥離した場合、オイル中の腐食成分により配線が腐食する問題があった。また、注型に用いる封止剤は室温で液状にする必要があるため、室温で液状のエポキシ樹脂と室温で液状の酸無水物硬化剤の組み合わせで用いることが多い。この場合、エステル結合を生じる硬化反応となるため、硫化物等の腐食性雰囲気で長時間放置するとエステル結合が加水分解し電気的不良を生じる問題があった。さらに、複数の基板の固定は、端子に突起や窪みを持たせることで行っており、樹脂注入時に圧力が加わらない注型封止には用いることができるが、トランスファーモールドのように加圧して封止する場合、基板が位置ずれし断線する問題があった。
【００１５】
特許文献３では、コ字型の基板の対向する２面に半導体を実装し樹脂封止しているため、各面は片面実装にする必要があり実装密度が上がらず小型化に限界があった。
【００１６】
特許文献４では、片面実装の金属ベース基板を対向して２枚用いる構成であるため実装密度が上がらず小型化に限界があった。
【００１７】
特許文献５では、第一の基板の電子部品を封止したモールド樹脂を第二の基板を封止するためのケースとするもので、第一と第二の封止樹脂界面が露出するため、ミッションオイル等の腐食性の環境で用いる場合、界面剥離による配線腐食の問題があった。
【００１８】
特許文献６では、回路パターンを露出させる構造のため、ミッションオイル等の腐食性の環境で用いることは出来なかった。また、回路パターンの片面に実装するため高密度化には限界があった。
【００１９】
特許文献７では、半導体素子を封止するものであり、基板全体を封止するものではなかった。また、チップ搭載部に他の電子部品を搭載できないため高密度実装化には限界があった。
【００２０】
特許文献８では、半導体素子を封止するもので基板全体を封止するものではなかった。また、半導体素子を露出させる構造のためミッションオイル等の腐食性の環境で用いることは出来なかった。
【００２１】
今般、自動車は車室内居住空間の拡大や低燃費化のため、エンジン，変速機，モータ等の機械部品が小型化，軽量化される傾向にある。そのため、機械部品に内蔵する電子制御装置はこれまでと同等の信頼性を確保したまま、より一層小型化する課題が出てきている。
【００２２】
本発明者らはまず、信頼性の課題に対して検討した結果、トランスファーモールドで電子部品を保護すると自動車用変速機等の腐食性成分がある環境下でも必要な信頼性を確保できる見込みを得た。
【００２３】
これは、トランスファーモールドでは温度を加え加圧しながら樹脂を注入するため、室温で固形のエポキシ樹脂と室温で固形のフェノール系硬化剤を用いることができる。この場合、エーテル結合を生じる硬化反応となりエーテル結合は硫化物等の腐食性雰囲気に強いため電気的不良が生じなかったものと考えられる。
【００２４】
次に、小型化の課題に対して検討した結果、基板片面に搭載できる電子部品の数は、部品の投影面積で制限されるため限界があり、複数の基板を用いることが有効である。
【００２５】
従来のトランスファーモールド型電子制御装置の製造技術では片面実装した基板を２枚用いても両面実装した基板１枚分の実装密度にしかならないため小型化に限界がある。実装密度を向上させるためには複数の基板を用いることが有効である。しかし、トランスファーモールドでは、基板間に隙間を設けて積層配置した場合、封止材移送中に基板と基板の間隔を広げる方向や狭める方向の力が複雑に働くため、従来技術のように基板と基板を端子に設けた突起や窪みで支持し半田接続で固定する方法では、基板と基板の間隔を広げる方向や狭める方向の両方の力が働いた場合、半田が断線し接続不良となる新たな課題が生じることが分かった。
【００２６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、小型高信頼性のトランスファーモールド型電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、表面実装型の電子部品を搭載した基板をトランスファーモールドした電子制御装置において、２枚以上の基板を有し、前記基板の少なくとも１枚は両面に前記電子部品を搭載しており、前記基板は隙間を設けて積層配置し、基板と基板の間隔を一定に固定する支持構造を有することを特徴とする。
【００２８】
ここで、本発明において、指示構造とは、基板と基板の間隔を一定に支持する構造のことであり、基板と基板の間隔が広がる方向と狭まる方向の両方の力に対して基板間隔を一定に支持する働きをしている。
【００２９】
また、基板の片面又は基板の片面に接着された金属板がモールド樹脂下面から露出し、モールド樹脂上面から最上段に配置された基板表面までの距離ａ、基板と基板の間隔ｂの関係が、ａ≦ｂであることを特徴とする。
【００３０】
また、基板全体がモールド樹脂に被覆され、モールド樹脂上面から最上段に配置された基板表面までの距離ａ，基板と基板の間隔ｂ，モールド樹脂下面から最下段に配置された基板表面まで距離ｃの関係が、ａ，ｃ≦ｂであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、小型高信頼性のトランスファーモールド型電子制御装置を得ることができる。従って、本発明は、電子制御装置を機械部品に内蔵するエンジン，変速機，モータ等に適応することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明のトランスファーモールド型電子制御装置の一実施形態について、図９を用いて説明する。本発明のトランスファーモールド型電子制御装置は、ベアチップ１８や電子部品１０などの表面実装型の電子部品が搭載された３枚の基板３を積層して配置し、全面をトランスファーモールドにより樹脂封止された構造を有する。基板３は隙間を設けて積層配置されており、支持部品５により基板間の間隔を一定に固定した構造としている。外部との電気信号の入出力は、基板上の配線と電気的に接続され、封止材１６の外部に露出したリードフレーム８により行われる。
【００３３】
本発明のトランスファーモールド型電子制御装置では、両面に電子部品を搭載した複数枚の基板を用いることで、高密度実装と小型化を実現している。また、基板と基板の間隔を広げる方向や狭める方向の両方の力に対して、基板と基板の間隔を一定に固定する支持構造を設けることで電気的接続部にストレスが加わらないようにでき、基板間の電気的接続不良が低減する効果がある。
【００３４】
このような支持構造としては、基板面内に搭載する面内支持部品，基板端部に取り付ける端部支持部品とすることができ、接着的固定，機械的固定や電気的接続に影響しないダミー端子の半田接合等を用いることができる。また、支持部品は基板面内又は基板端部に２箇所以上設けて支持部品にかかる応力を分散させることが好ましい。支持構造の具体例としては、表面実装型の電子部品，リードフレームを支持部品として用いた構造，機械的固定により基板と基板を固定した構造，基板のスルーホールを用いたプレスフィット構造，基板に穴を設けネジ留めした構造などが挙げられる。
【００３５】
表面実装型の電子部品を基板に半田で接続している場合は、接着的固定や機械的固定を用いることが好ましい。表面実装型の電子部品を基板に半田で接続している場合は、基板と基板の固定をダミー端子の半田接合で行う際に電子部品の半田が再溶融し位置ずれする場合がある。このとき、基板と基板を積層した隙間に搭載している電子部品は、位置ずれしても検査が困難である。このため、電子部品を基板に実装する時に導電性ペーストや高温半田等の再溶融しない接合材料を選ぶ必要がありコスト高となる。そのため、接着的固定や機械的固定は、基板に電子部品を半田接続してもこの半田の溶融開始温度より十分低い温度で固定できるため電子部品を基板に実装する時の接続材料を限定しなくても良い。
【００３６】
さらに、表面実装型の電子部品に接着剤を途布して支持構造とすることで、支持構造として新たに部品を実装する必要がなくより一層高密度実装化できる。この時、表面実装型電子部品の上面だけでなく接合面にも接着剤を塗布することで、トランスファーモールド時に接合部に加わる応力を低減できる効果がある。
【００３７】
また、基板と基板の電気的接続に、フレキシブル配線を用いると、基板と基板を積層するときの位置あわせ精度を低くできるため生産性を向上することができる。
【００３８】
また、少なくとも基板と基板の隙間にある電子部品を絶縁コート材で被覆しておくことが好ましい。トランスファーモールドの原料封止材の品質管理不良で導電性異物混入する場合があるが、基板と基板の間に隙間を設けて積層する場合、基板と基板の隙間に混入した異物の検出が困難となる。これに対して、少なくとも基板と基板の隙間にある電子部品を絶縁コート材で被覆することにより、導電性異物が混入しても電気的不良を防止することができる。
【００３９】
絶縁コート材の被覆方法として、２枚以上の基板をフレキシブル配線で接続し、広げた状態で絶縁コート材を途布して、フレキシブル配線部で折り曲げて基板を積層した後、トランスファーモールドする製造方法を用いると基板と基板を積層している隙間に絶縁コート材を途布する際の生産性を大きく向上することができる。
【００４０】
封止構造として、図９では、基板３の全体を覆う両面封止構造としているが、図１０に示したような基板の片面又は基板に接着した金属ベースが封止材から露出するように封止した片面封止構造のどちらでも適用することができる。
【００４１】
一方、複数の基板を積層配置してトランスファーモールドした構造の電子制御装置では、製造過程において、以下の課題があることを見出した。基板と基板に隙間を設けて積層しトランスファーモールドする場合、基板と基板を積層している隙間にボイドを巻き込み、このボイドを検出することが困難となる新たな課題が生じる。さらに、トランスファーモールドは通常５ＭＰａ〜１５ＭＰａの高圧で成型するが、ボイド内には成型圧力で圧縮した空気が封じこめられており、ボイド直径が０.５mm以上である場合、成型後、封止材のガラス転移温度以上で後硬化した際に、ボイド内に高圧に圧縮された空気がガラス転移温度以上に加熱したことによる封止材弾性率の低下により膨張し、この膨張により生じる応力で封止材と基板界面に剥離を生じる課題がある。
【００４２】
この基板と基板を積層している隙間にボイドを巻き込む課題を解決するために以下の２つの方法があることを見出した。
【００４３】
前者の解決方法は、大気圧より減圧してトランスファーモールドを開始することである。これにより巻き込む空気の体積が減るためボイドサイズを小さくすることができた。
【００４４】
ここで、装置異常等で減圧が不十分な場合、ボイドサイズが０.５mmより大きくなることがあるが、基板と基板の間のボイドサイズは非破壊で検査できないため、不良品が出荷されることが考えられる。これに対して、金型キャビティ内の気圧を直接又は間接的に監視し、所定の気圧と異なる気圧でトランスファーモールドを開始した製品は、正常な気圧でトランスファーモールドを開始した製品とは異なる場所に搬送又は異なるマーキングをつけ区別することにより不良品が出荷される課題を解決することが出来る。
【００４５】
さらに、大気圧より減圧してトランスファーモールドを開始する場合、原料封止材に混入していた揮発成分が揮発し多量の泡を生じるが、１８０℃におけるゲル化時間を６０秒以上とした封止材を用いることで、封止材のゲル化前に封止材中の揮発成分を充分揮発することができるため、ボイドを少なく低減できる効果がある。
【００４６】
後者の解決方法を図１，図２で解説する。図１は最上段の基板３と金型１との距離Ａ，基板３と基板３の間隔Ｂ，最下段の基板３と金型１との距離Ｃとした場合、Ａ，Ｃ＞Ｂの場合のトランスファーモールド過程での封止材の流れの断面模式図である。図２はＡ，Ｃ≦Ｂの場合のトランスファーモールド過程での封止材流れの断面模式図である。トランスファーモールド過程において、封止材は高温で軟化し粘性流体となるためナビア・ストークスの式に従う挙動をとる。この際、平板間を流動する封止材の流動速度の平均は平板間の間隔の２乗に比例しており、間隔の広い平板間を流動する封止材の平均速度が、間隔の狭い平板間を流動する封止材の平均速度より速い。このため、Ａ，Ｃ＞Ｂの場合、金型と基板間の封止材の平均流速が、基板と基板の間の平均流速より速いため基板と基板の間にボイドを巻き込む状態で封止材が合流する。一方、Ａ，Ｃ≦Ｂの場合、基板と基板間の封止材の平均流速が、金型と基板間の平均流速より速いため、基板と金型部で封止材が合流する。基板と金型部で封止材が合流すると、エアベントによるボイド低減が可能であり、また、外観検査や超音波探査によりボイドや剥離の検査が可能となる効果がある。
【００４７】
本発明の小型化したトランスファーモールド型電子制御装置を変速機内に設置すると自動車の居住空間を広げることができる。
【００４８】
以下、実施例及び比較例を示し本発明の説明する。
【００４９】
図３に接着的固定による支持構造の一例を示す。（ａ）は面内支持部品に接着剤を塗布して基板を固定している。（ｂ）では面内支持部品が接着剤により基板と基板を固定しているのは（ａ）と同様だが、さらに電気的接続構造を有し基板と基板の電気的接続もできるようにしている。これにより基板支持と電気的接続を同じ部品で行えるため実装密度を高めることができる。（ｃ）は基板支持構造をリードフレームで行った場合の一例である。図示していないが基板とリードフレームは接着剤により固定している。（ｄ）（ｅ）は支持構造に電子部品を用いる場合の一例である。電子部品の上面に接着剤を塗布して基板を固定している。半田の信頼性を確保するため電子部品下面にも接着剤を塗布して固定している。これにより部品を追加することなく基板を支持できるため実装密度を高めることができる。
【００５０】
図４に機械的固定による支持構造の一例を示す。（ａ）は基板に穴を設け、ネジを用い固定している。（ｂ）は支持構造に端部支持部品を用いる一例である。基板端部を固定しさらに接着剤で固定している。（ｃ）は（ｂ）と同様だが、さらに電気的接続構造を有し基板と基板の電気的接続もできるようにしている。これにより基板支持と電気的接続を同じ部品でできるため実装密度を高めることができる。（ｄ）（ｆ）は（ｃ）に用いた端部支持部品を別の角度から図示している。（ｅ）は（ｄ）に基板を取り付けた状態を示している。
【００５１】
図５はフレキシブル配線による基板と基板の電気的接続方法の一例を示す。（ａ）は基板と基板を平面に並べた状態で基板と基板の電気的接続をしている図である。（ｂ）（ｃ）（ｄ）は（ａ）を面内支持部品で固定し積層した図である。フレキシブル配線による接続とすることで生産性を向上することができる。（ｅ）はフレキシブル基板を上面から見た図である。（ｆ）は（ｅ）に切り欠きを設けた図である。切り欠きを設けることでトランスファーモールド時の流動性がよくなる。
【００５２】
図６にフレキシブル配線を端子構造としたときのトランスファーモールド方法の一例を示す。面内支持部品を基板と基板の間だけでなく基板と金型の間にも設けることでトランスファーモールド時の位置ずれを防止することができる。
【００５３】
図７はピンコネクタを端子構造としたときのトランスファーモールド方法を示す。ピンコネクタ枠内に封止材を充填するため、トランスファーモールド後の端子加工が不要となる効果がある。
【００５４】
図８はリードフレームを端子構造としたときのトランスファーモールド方法を示す。
【実施例１】
【００５５】
実施例１の断面模式図を図９に示す。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した３枚の基板３を積層配置し、基板３全体をトランスファーモールドにより封止した構造である。基板３としてセラミック基板を用いている。また、また、接着剤６を用いて面内支持部品５により基板の間隔を支持している。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ＝Ｂ＝Ｃとした。
【００５６】
本実施例では、複数の基板３を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃで、その関係がＡ＝Ｂ＝Ｃであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例２】
【００５７】
実施例２の断面模式図を図１０に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３をトランスファーモールドにより片面封止した構造である。基板３としてセラミック基板を用いている。また、接着剤６を用いて面内支持部品５により基板の間隔を支持している。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂの関係を、Ａ＝Ｂとした。
【００５８】
本実施例では、複数の基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。また、基板３の裏面に設けた金属ベース１９を封止材１６から露出させた片面封止構造であるため放熱性に優れる効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂで、その関係がＡ＝Ｂであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例３】
【００５９】
実施例３の断面模式図を図１１に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３全体をトランスファーモールドにより封止した構造である。基板３としてセラミック基板を用いている。また、接着剤６を用いて面内支持部品５により基板の間隔を支持している。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ，Ｃ≦Ｂとした。
【００６０】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃで、その関係がＡ，Ｃ≦Ｂであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例４】
【００６１】
実施例４の断面模式図を図１１に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置の構造は、基板３としてプリント基板を用いた以外は実施例３と同じである。
【００６２】
本実施例では、実施例３の効果に加えて、プリント基板を用いているため低コストの効果がある。
【実施例５】
【００６３】
実施例５の断面模式図を図１１に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置の構造は、基板３としてプリント基板とメタルコア基板を用いた以外は実施例３と同じである。
【００６４】
本実施例では、実施例３の効果に加えて、プリント基板を用いているため低コストの効果がある。また、メタルコア基板を用いているため放熱性に優れる効果がある。
【実施例６】
【００６５】
実施例６の断面模式図を図１２に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３をトランスファーモールドにより片面封止した構造である。基板３としてセラミック基板と金属ベース付セラミック基板を用いている。また、基板間には面内支持部品５を設け、モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂの関係を、Ａ≦Ｂとした。
【００６６】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。また、片面封止のため放熱性に優れる効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂで、その関係がＡ≦Ｂであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例７】
【００６７】
実施例７の断面模式図を図１２に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３をトランスファーモールドにより片面封止した構造である。基板３としてセラミック基板と金属ベース基板を用いている。また、接着剤６を用いて面内支持部品５により基板の間隔を支持している。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂの関係を、Ａ≦Ｂとした。
【００６８】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。また、片面封止のため放熱性に優れる効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂで、その関係がＡ≦Ｂであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例８】
【００６９】
実施例８の断面模式図を図１３に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３全体をトランスファーモールドにより封止した構造である。基板３としてセラミック基板を用いている。また、接着剤６を用いて端部支持部品１１により基板の間隔を支持している。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ，Ｃ≦Ｂとした。
【００７０】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃで、その関係がＡ，Ｃ≦Ｂであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例９】
【００７１】
実施例９の断面模式図を図１３に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置の構造は、基板３としてプリント基板を用いた以外は実施例８と同じである。
【００７２】
本実施例では、実施例８の効果に加え、プリント基板を用いているため低コストの効果がある。
【実施例１０】
【００７３】
実施例１０の断面模式図を図１３に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置の構造は、基板３としてプリント基板とメタルコア基板を用いた以外は実施例８と同じである。
【００７４】
本実施例では、実施例８の効果に加え、プリント基板を用いているため低コストの効果がある。また、メタルコア基板を用いているため放熱性に優れる効果がある。
【実施例１１】
【００７５】
実施例１１の断面模式図を図１４に示す。但し、基板支持構造以外で基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３全体をトランスファーモールドにより封止した構造である。基板３としてプリント基板とメタルコア基板を用いている。また、基板の間隔を支持する支持構造として、電子部品１０と接着剤６を用いた。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ，Ｃ≦Ｂとした。また、２枚の基板３の電気的接続をフレキシブル配線１４で行った。基板３とフレキシブル配線１４は、はんだで接続している。
【００７６】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。プリント基板を用いているため低コストの効果がある。また、メタルコア基板を用いているため放熱性に優れる効果がある。フレキシブル配線で基板と基板の電気的接続をしているため生産性が高い効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃで、その関係がＡ，Ｃ≦Ｂであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例１２】
【００７７】
実施例１２の断面模式図を図１４に示す。但し、基板支持構造以外で基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置の構造は、２枚の基板３の電気的接続をＴＡＢで行った以外は実施例１１と同じである。なお、基板３とＴＡＢの接続は超音波接続を用いた。
【００７８】
本実施例では、実施例１１の効果に加えて、ＴＡＢを用いて基板と基板の電気的接続をしているため生産性が高い効果がある。
【実施例１３】
【００７９】
実施例１３の断面模式図を図１４に示す。但し、基板支持構造以外で基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置の構造は、２枚の基板３の電気的接続をワイヤボンディングで行った以外は実施例１１と同じである。なお、基板３とワイヤボンディングの接続は超音波接続を用いた。
【００８０】
本実施例では、実施例１１の効果に加えて、ワイヤボンディングを用いて基板と基板の電気的接続をしているため生産性が高い効果がある。
【実施例１４】
【００８１】
実施例１４の断面模式図を図１５に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３全体をトランスファーモールドにより封止した構造である。基板３としてプリント基板とメタルコア基板を用いている。また、基板の間隔を支持する支持構造として、リードフレーム８と接着剤６を用いた。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ，Ｃ≦Ｂとした。また、２枚の基板３の電気的接続をフレキシブル配線１４で行った。基板３とフレキシブル配線１４は、はんだで接続している。
【００８２】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。プリント基板を用いているため低コストの効果がある。また、メタルコア基板を用いているため放熱性に優れる効果がある。フレキシブル配線で基板と基板の電気的接続をしているため生産性が高い効果がある。支持構造にリードフレームを用いているため放熱性に優れる効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃで、その関係がＡ，Ｃ≦Ｂであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例１５】
【００８３】
実施例１５の断面模式図を図１６に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３全体をトランスファーモールドにより封止した構造である。基板３としてプリント基板とメタルコア基板を用いている。また、支持構造として、基板３に設けたスルーホールをネジ留めすることで基板の間隔を支持している。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ，Ｃ≦Ｂとした。また、２枚の基板３の電気的接続をフレキシブル配線１４で行った。基板３とフレキシブル配線１４は、はんだで接続している。
【００８４】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。プリント基板を用いているため低コストの効果がある。また、メタルコア基板を用いているため放熱性に優れる効果がある。フレキシブル配線で基板と基板の電気的接続をしているため生産性が高い効果がある。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃで、その関係がＡ，Ｃ≦Ｂであるため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例１６】
【００８５】
実施例１６の断面模式図を図１７に示す。但し、基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３をトランスファーモールドにより片面封止した構造である。基板３としてセラミック基板と金属ベース付セラミック基板を用いている。また、接着剤６を用いて面内支持部品５により基板の間隔を支持している。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ，Ｃ≦Ｂとした。また、２枚の基板３の電気的接続をフレキシブル配線１４で行った。基板３とフレキシブル配線１４は、はんだで接続している。
【００８６】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。減圧状態でトランスファーモールドしているため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【実施例１７】
【００８７】
実施例１７の断面模式図を図１８に示す。但し、基板支持構造以外で基板に実装している電子部品は省略して図示している。本実施例の電子制御装置は、複数の電子部品を搭載した２枚の基板３を積層配置し、基板３全体をトランスファーモールドにより封止した構造である。基板３としてプリント基板とメタルコア基板を用いている。また、基板の間隔を支持する支持構造として、電子部品１０と接着剤６を用いた。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ，Ｃ≦Ｂとした。また、２枚の基板３の電気的接続をフレキシブル配線１４で行った。基板３とフレキシブル配線１４は、はんだで接続している。
【００８８】
本実施例では、基板を積層しているため実装密度が高く、トランスファーモールドしているため耐オイル性が高い効果がある。プリント基板を用いているため低コストの効果がある。また、メタルコア基板を用いているため放熱性に優れる効果がある。フレキシブル配線で基板と基板の電気的接続をしているため生産性が高い効果がある。減圧状態でトランスファーモールドしているため、基板と基板の間にボイドを巻き込まない効果がある。
【００８９】
〔比較例１〕
比較例１の断面模式図を図１９に示す。比較例１の電子制御装置は、２枚の金属ベース基板の間にベアチップを配置し、金属ベース基板間を封止した片面封止構造とした。
【００９０】
基板３を積層配置し、基板３全体をトランスファーモールドにより封止した構造である。基板３としてプリント基板とメタルコア基板を用いている。また、基板の間隔を支持する支持構造として、電子部品１０と接着剤６を用いた。モールド樹脂上面と最上段の距離Ａ，基板と基板の距離Ｂ，モールド樹脂下面と最下段の基板の距離Ｃの関係を、Ａ，Ｃ≦Ｂとした。また、２枚の基板３の電気的接続をフレキシブル配線１４で行った。基板３とフレキシブル配線１４は、はんだで接続している。
【００９１】
比較例１の構造では、金属ベース基板の一方の面にしか電子部品を搭載できないため、実装密度が低い。
【００９２】
〔比較例２〕
比較例２の断面模式図を図２０に示す。比較例２の電子制御装置は、ベアチップを搭載した金属ベース基板の上にリードフレームを介して、電子部品を両面に搭載したプリント基板を配置している。金属ベース基板，プリント基板はケース２０を用いて注型樹脂により片面封止している。
【００９３】
比較例２では、注型樹脂を用いて封止しているため耐オイル性が低い問題がある。
【００９４】
実施例１〜１７及び比較例１，２の電子制御装置の構造と効果を表１（ａ），表１（ｂ）に示す。表１の結果から、本実施例の構造により、信頼性（耐オイル性，放熱性，温度サイクル信頼性）とともに密度実装の向上が図れることが分かる。
【００９５】
【表１（ａ）】
2010056355.tif 000003
【００９６】
【表１（ｂ）】
2010056355.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】トランスファーモールド過程での封止材流れの断面模式図を示す。（ａ）〜（ｄ）はトランスファーモールド過程の進行を示す。
【図２】トランスファーモールド過程での封止材流れの断面模式図を示す。（ａ）〜（ｄ）はトランスファーモールド過程の進行を示す。
【図３】本発明による接着的固定による支持構造の断面模式図を示す。
【図４】本発明による機械的固定による支持構造の断面模式図及び斜視模式図を示す。
【図５】本発明によるフレキシブル配線による基板と基板の電気的接続方法を示す。
【図６】本発明によるフレキシブル配線を端子構造としたときのトランスファーモールド方法を示す。
【図７】本発明によるピンコネクタを端子構造としたときのトランスファーモールド方法を示す。
【図８】本発明によるリードフレームを端子構造としたときのトランスファーモールド方法を示す。
【図９】本発明による実施例１の断面模式図を示す。
【図１０】本発明による実施例２の断面模式図を示す。
【図１１】本発明による実施例３〜５の断面模式図を示す。
【図１２】本発明による実施例６，７の断面模式図を示す。
【図１３】本発明による実施例８〜１０の断面模式図を示す。
【図１４】本発明による実施例１１〜１３の断面模式図を示す。
【図１５】本発明による実施例１４の断面模式図を示す。
【図１６】本発明による実施例１５の断面模式図を示す。
【図１７】本発明による実施例１６の断面模式図を示す。
【図１８】本発明による実施例７の断面模式図を示す。
【図１９】本発明による比較例１の断面模式図を示す。
【図２０】本発明による比較例２の断面模式図を示す。
【符号の説明】
【００９８】
１  トランスファーモールド金型
２  封止材タブレット
３  基板
４  ボイド
５  面内支持部品
６  接着剤
７  半田
８  リードフレーム
９  電気的接続構造
１０  電子部品
１１  端部支持部品
１２  ネジ
１３  導電性接着剤
１４  フレキシブル配線
１５  切り欠き
１６  封止材
１７  ピンコネクタ
１８  ベアチップ
１９  金属ベース
２０  ケース
【図１】
2010056355.tif 000005
【図２】
2010056355.tif 000006
【図３】
2010056355.tif 000007
【図４】
2010056355.tif 000008
【図５】
2010056355.tif 000009
【図６】
2010056355.tif 000010
【図７】
2010056355.tif 000011
【図８】
2010056355.tif 000012
【図９】
2010056355.tif 000013
【図１０】
2010056355.tif 000014
【図１１】
2010056355.tif 000015
【図１２】
2010056355.tif 000016
【図１３】
2010056355.tif 000017
【図１４】
2010056355.tif 000018
【図１５】
2010056355.tif 000019
【図１６】
2010056355.tif 000020
【図１７】
2010056355.tif 000021
【図１８】
2010056355.tif 000022
【図１９】
2010056355.tif 000023
【図２０】
2010056355.tif 000024