(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板（１０）と、
前記配線基板の一面に実装された一面側回路素子（２１）と、
前記配線基板の前記一面の反対面に実装された放熱部材（４１〜４３）と、
前記反対面に設けられ、前記放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂（７０，７１）と、を備え、金属を主成分とし放熱機能を有した被取付体（３００）に取り付けられてなるものであり、
前記配線基板は、前記一面から前記反対面に亘って設けられ、前記一面側回路素子と電気的に接続された貫通配線部（１２）が、前記一面側回路素子と対向配置されており、
前記放熱部材は、前記貫通配線部と対向配置され、且つ前記貫通配線部と電気的に接続されて前記一面側回路素子を通る電流経路の一部をなしており、
前記モールド樹脂は、前記被取付体に取り付けられており、
前記放熱部材は、前記配線基板との対向面の反対面が前記モールド樹脂（７１）から露出しており、
前記モールド樹脂（７１）及び前記放熱部材における前記反対面は、電気絶縁性の接着剤（２１０）を介して、前記被取付体に接合されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
配線基板（１０）と、
前記配線基板の一面に実装された一面側回路素子（２１）と、
前記配線基板の前記一面の反対面に実装された放熱部材（４１〜４３）と、
前記反対面に設けられ、前記放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂（７０，７１）と、を備え、
前記配線基板は、前記一面から前記反対面に亘って設けられ、前記一面側回路素子と電気的に接続された貫通配線部（１２）が、前記一面側回路素子と対向配置されており、
前記放熱部材は、前記貫通配線部と対向配置され、且つ前記貫通配線部と電気的に接続されて前記一面側回路素子を通る電流経路の一部をなしており、
前記配線基板における前記反対面には、前記放熱部材が前記モールド樹脂から露出しないように、前記モールド樹脂の厚さを規定する樹脂厚管理部材（５０）が実装されていることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
配線基板（１０）と、
前記配線基板の一面に実装された一面側回路素子（２１）と、
前記配線基板の前記一面の反対面に実装された放熱部材（４１〜４３）と、
前記反対面に設けられ、前記放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂（７０，７１）と、を備え、
前記配線基板は、前記一面から前記反対面に亘って設けられ、前記一面側回路素子と電気的に接続された貫通配線部（１２）が、前記一面側回路素子と対向配置されており、
前記放熱部材は、前記貫通配線部と対向配置され、且つ前記貫通配線部と電気的に接続されて前記一面側回路素子を通る電流経路の一部をなしており、
前記放熱部材における前記配線基板との対向面の反対面には、前記放熱部材が前記モールド樹脂から露出しないように、前記モールド樹脂の厚さを規定する絶縁性の樹脂厚管理部材（５１）が実装されていることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
金属を主成分とし放熱機能を有した被取付体（３００）に取り付けられてなるものであり、
前記モールド樹脂は、前記被取付体に取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子装置。
【請求項５】
前記放熱部材は、前記配線基板との対向面の反対面が前記モールド樹脂（７１）から露出しており、
前記モールド樹脂（７１）及び前記放熱部材における前記反対面は、電気絶縁性の接着剤（２１０）を介して、前記被取付体に接合されていることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
配線基板（１０）と、
前記配線基板の一面に実装された一面側回路素子（２１）と、
前記一面側回路素子とは異なる、前記配線基板の一面に実装された回路部品（２２、２３）と、
前記配線基板の前記一面の反対面に実装された放熱部材（４１〜４３）と、
前記反対面に設けられ、前記放熱部材と、前記配線基板と前記放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂（７１）と、を備え、
前記配線基板は、前記一面から前記反対面に亘って設けられ、前記一面側回路素子及び前記回路部品と電気的に接続された複数の貫通配線部（１２）が、前記一面側回路素子及び前記回路部品と対向配置されており、
前記放熱部材は、前記貫通配線部と対向配置され、且つ前記貫通配線部と電気的に接続されて前記一面側回路素子と前記回路部品との間を通る電流経路の一部をなしており、
金属を主成分とし放熱機能を有した被取付体（３００）に取り付けられてなるものであり、
前記モールド樹脂は、前記被取付体に取り付けられており、
前記放熱部材は、前記配線基板との対向面の反対面が前記モールド樹脂から露出しており、
前記モールド樹脂及び前記放熱部材における前記反対面は、電気絶縁性の接着剤（２１０）を介して、前記被取付体に接合されていることを特徴とする電子装置。
【請求項７】
前記配線基板における前記反対面に実装された反対面側回路素子（２４）を備え、
前記モールド樹脂は、前記反対面側回路素子と、前記反対面側回路素子と前記配線基板との接続部とを封止していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子装置。
【請求項８】
前記放熱部材は、金属を主成分とするブロック体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に回路素子と放熱部材とが実装された電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配線基板に回路素子と放熱部材とが実装された電子装置の一例として特許文献１に開示されたチップアレイモジュールがある。チップアレイモジュールは、配線基板に回路素子としての半導体チップと放熱板とが実装されており、これらが封止体によって封止されている。半導体チップは、配線基板の表面に設けられた導体パターン上にマウントされている。また、放熱板は、配線基板の表面に設けられた導体パターンの延長部にはんだ付けされており、且つ、配線基板の裏面に導体パターンにはんだ付けされている。そして、表面側の放熱板と裏面側の放熱板とは、配線基板に形成された貫通穴の内部に充填されたはんだを介して接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６６７６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、チップアレイモジュールは、半導体チップから発せられた熱が導体パターンを介して放熱板に伝達される。この導体パターンは、配線基板の表面に設けられている。よって、半導体チップの熱は、配線基板の表面に沿って伝達されることになる。
【０００５】
通常、半導体チップなどの発熱素子は、配線基板の厚み方向に熱伝達する特性がある。ところが、チップアレイモジュールは、半導体チップの熱を配線基板の表面に沿って伝達させているため、放熱性が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、放熱性を向上できる電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、
配線基板（１０）と、
配線基板の一面に実装された一面側回路素子（２１）と、
配線基板の一面の反対面に実装された放熱部材（４１〜４３）と、
反対面に設けられ、放熱部材と、配線基板と放熱部材との接続部とを封止しているものであり、モールド成型によって形成されたモールド樹脂（７０，７１）と、を備え、金属を主成分とし放熱機能を有した被取付体（３００）に取り付けられてなるものであり、
配線基板は、一面から反対面に亘って設けられ、一面側回路素子と電気的に接続された貫通配線部（１２）が、一面側回路素子と対向配置されており、
放熱部材は、貫通配線部と対向配置され、且つ貫通配線部と電気的に接続されて一面側回路素子を通る電流経路の一部をなしており、
モールド樹脂は、被取付体に取り付けられており、
放熱部材は、配線基板との対向面の反対面がモールド樹脂（７１）から露出しており、
モールド樹脂（７１）及び放熱部材における反対面は、電気絶縁性の接着剤（２１０）を介して、被取付体に接合されていることを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明は、貫通配線部が一面側回路素子と対向配置され、放熱部材が貫通配線部と対向配置されている。このため、本発明は、一面側回路素子から発せられた熱を厚み方向に放熱でき放熱性を向上できる。また、本発明は、一面側回路素子を通る電流経路の一部として放熱部材を用いているため、電流経路として金属箔を用いるよりも配線抵抗を低減できる。更に、本発明は、放熱部材と配線基板との接続部をモールド樹脂で覆っているので、接続部が空気に露出している場合よりも接続部の冷熱寿命を向上できる。特に、本発明では、モールド樹脂を採用することで、ポッティングによって形成された封止樹脂を採用する場合より接続部における接続強度を向上できる。
【０００９】
なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における電子装置の概略構成を示す上面図である。
【図２】実施形態における電子装置の概略構成を示す裏面図である。
【図３】図１のIII‐III線に沿う断面図である。
【図４】実施形態における製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図５】実施形態における製造方法の第２工程を示す断面図である。
【図６】実施形態における製造方法の第３工程を示す断面図である。
【図７】実施形態における製造方法の第４工程を示す断面図である。
【図８】実施形態における製造方法の第５工程を示す断面図である。
【図９】実施形態における製造方法の第６工程を示す断面図である。
【図１０】実施形態における製造方法の第７工程を示す断面図である。
【図１１】実施形態における電子装置のモールド工程を示す断面図である。
【図１２】変形例１における電子装置の概略構成を示す断面図である。
【図１３】変形例２における電子装置の概略構成を示す断面図である。
【図１４】変形例２における電子装置のモールド工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。
【００１２】
本実施形態では、一例として、図１〜図３に示す電子装置１００を採用する。電子装置１００は、大電流モータ駆動回路が構成されており、ラジエータファンや電動パワーステアリングの駆動回路に適用できる。しかしながら、本発明はこれに限定されない。
【００１３】
また、電子装置１００は、接着剤２００を介して筐体３００に取り付けられている。電子装置１００は、後程説明するモールド樹脂７０が接着剤２００を介して筐体３００に固定されている。詳述すると、電子装置１００は、モールド樹脂７０における配線基板１０との対向面の反対面が接着剤２００を介して筐体３００に固定される。筐体３００は、金属を主成分とし放熱機能を有している。筐体３００は、例えば、電子装置１００を収容するためのハウジング、ラジエータファンや電動パワーステアリングにおけるモータのハウジングなどである。なお、筐体３００は、特許請求の範囲における被取付体に相当する。また、接着剤２００は、放熱グリスなどの熱伝導率が比較的高いものであると好ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されない。また、モールド樹脂７０における配線基板１０との対向面の反対面は、モールド樹脂７０の搭載面と言うこともできる。
【００１４】
電子装置１００は、配線基板１０、回路素子２１，２２、放熱板４１〜４３、モールド樹脂７０などを備えて構成されている。また、電子装置１００は、コネクタ２３や樹脂厚管理部材５０を備えていてもよい。更に、電子装置１００は、配線基板１０と回路素子２１，２２などを接続するためのはんだ３０や、配線基板１０と放熱板４１〜４３などを接続するためのはんだ６０を備えていてもよい。
【００１５】
配線基板１０は、絶縁性の樹脂基材に導電性部材からなるパターン配線１１や貫通配線１２が形成されたものである。配線基板１０は、例えば、コア層と、コア層に積層されたビルドアップ層とを含む所謂ビルドアップ基板を採用できる。また、配線基板１０は、コア層が設けられておらず、複数のビルドアップ層が積層された所謂エニーレイヤー基板であっても採用できる。このように、配線基板１０は、プリント基板と言い換えることができる。配線基板１０は、例えば直方体形状を有している。つまり、配線基板１０は、一面及び一面の反対面が矩形形状を有しており、一面と反対面とに連続して設けられた四つの側面を有している。
【００１６】
パターン配線１１は、箔状の導電性部材がパターニングされたものである。パターン配線１１は、貫通配線１２と電気的に接続されている。なお、後程説明するが、パターン配線１１の一部は、貫通配線１２と電気的に接続されていない。
【００１７】
貫通配線１２は、特許請求の範囲における貫通配線部に相当し、一面から反対面に亘って設けられている。言い換えると、貫通配線１２は、樹脂基材を厚み方向に貫通して設けられている。貫通配線１２は、例えば、レーザビアやブラインドビアなどの層間接続部材を含んで構成されている。また、貫通配線１２は、例えば直線状に設けられている。
【００１８】
貫通配線１２は、回路素子２１，２２と対向する位置に設けられており、回路素子２１，２２と電気的に接続されている。更に、貫通配線１２は、コネクタ２３と対向する位置に設けられており、コネクタ２３と電気的に接続されている。言い換えると、貫通配線１２は、回路素子２１，２２やコネクタ２３の真下に設けられている。
【００１９】
配線基板１０は、一面に回路素子２１，２２などが実装されるランドが設けられており、反対面に放熱板４１〜４３などが実装されるランドが設けられている。このランドは、パターン配線１１や貫通配線１２の一部よって構成されている。なお、パターン配線１１及び貫通配線１２は、例えば銅などの金属を主成分としたものを採用できる。
【００２０】
配線基板１０の一面には、図１，図３に示すように、回路素子としてのパワー半導体素子２１や大型部品２２、及びコネクタ２３が実装されている。パワー半導体素子２１、大型部品２２、コネクタ２３は、大電流モータ駆動回路の一部をなす電子部品である。このため、パワー半導体素子２１、大型部品２２、コネクタ２３には、大電流が通電される。なお、大電流とは、例えば３０Ａ以上である。
【００２１】
パワー半導体素子２１は、特許請求の範囲における一面側回路素子に相当する。パワー半導体素子２１は、大電流の通電及び遮断を行うスイッチング素子であり、例えばＭＯＳＦＥＴなどを採用できる。パワー半導体素子２１は、自身が動作することで熱を発するものであり、発熱素子と言い換えることもできる。本実施形態では、図１に示すように、三つのパワー半導体素子２１が配線基板１０に実装されている例を採用する。
【００２２】
また、パワー半導体素子２１は、配線基板１０に対する実装面に裏面電極が設けられており、且つ、側壁などから端子２１ａが突出して設けられている。パワー半導体素子２１は、裏面電極及び端子２１ａがはんだ３０を介して、配線基板１０の一面に実装されている。なお、はんだ３０は、パターン配線１１や貫通配線１２と電気的に接続されている。つまり、パワー半導体素子２１は、はんだ３０によって、配線基板１０と電気的及び機械的に接続されている。このように、パワー半導体素子２１は、表面実装型の回路素子である。
【００２３】
更に、パワー半導体素子２１とはんだ３０を介して接続されている貫通配線１２は、図３に示すように、パワー半導体素子２１に対して対向配置されている。つまり、この貫通配線１２は、裏面電極及び端子２１ａと対向する位置に設けられている。言い換えると、この貫通配線１２は、裏面電極及び端子２１ａの真下に設けられている。
【００２４】
大型部品２２は、駆動回路の一部をなす回路素子である。大型部品２２は、例えば、アルミ電解コンデンサやコイルなどの雑防素子を採用できる。つまり、大型部品２２は、パワー半導体素子２１とは異なる大型の回路素子である。本実施形態では、図１に示すように、三つの大型部品２２が配線基板１０に実装されている例を採用する。
【００２５】
また、大型部品２２は、配線基板１０に対する実装面に二つの電極２２ａが設けられている。大型部品２２は、電極２２ａがはんだ３０を介して、配線基板１０の一面に実装されている。つまり、大型部品２２は、はんだ３０によって、配線基板１０と電気的及び機械的に接続されている。このように、大型部品２２は、表面実装型の回路素子である。
【００２６】
更に、大型部品２２とはんだ３０を介して接続されている貫通配線１２は、図３に示すように、大型部品２２に対して対向配置されている。つまり、この貫通配線１２は、大型部品２２の電極２２ａと対向する位置に設けられている。言い換えると、この貫通配線１２は、電極２２ａの真下に設けられている。
【００２７】
コネクタ２３は、電子装置１００と、電子装置１００の外部に設けられた外部機器との電気的な接続のために設けられている。例えば、コネクタ２３は、電子装置１００の駆動対象であるモータと電気的に接続されている。コネクタ２３は、樹脂カバーに複数の端子２３ａが設けられている。コネクタ２３は、端子２３ａがはんだ３０を介して、配線基板１０の一面に実装されている。つまり、コネクタ２３は、はんだ３０によって、端子２３ａが配線基板１０と電気的及び機械的に接続されている。このように、コネクタ２３は、表面実装型のコネクタである。
【００２８】
更に、コネクタ２３とはんだ３０を介して接続されている貫通配線１２は、図３に示すように、コネクタ２３に対して対向配置されている。つまり、この貫通配線１２は、コネクタ２３の端子２３ａと対向する位置に設けられている。言い換えると、この貫通配線１２は、端子２３ａの真下に設けられている。
【００２９】
配線基板１０の反対面には、図２，図３に示すように、放熱板４１〜４３及び樹脂厚管理部材５０がはんだ６０を介して実装されている。また、配線基板１０の反対面には、図２に示すように、裏面素子２４が実装されている。なお、図２では、電子装置１００における裏面側の構成をわかりやすくするために、モールド樹脂７０の図示を省略すると共に、筐体３００を二点鎖線で図示している。
【００３０】
放熱板４１〜４３及び樹脂厚管理部材５０は、図３に示すように、モールド樹脂７０で封止されている。モールド樹脂７０は、放熱板４１〜４３に加えて、放熱板４１〜４３と配線基板１０との接続部を一体的に封止している。放熱板４１〜４３と配線基板１０との接続部は、はんだ６０を含むものである。また、モールド樹脂７０は、樹脂厚管理部材５０に加えて、樹脂厚管理部材５０と配線基板１０との接続部を一体的に封止している。樹脂厚管理部材５０と配線基板１０との接続部は、はんだ６０を含むものである。しかしながら、樹脂厚管理部材５０における先端は、モールド樹脂７０から露出している。この先端は、樹脂厚管理部材５０における配線基板１０側とは反対側の端部である。一方、放熱板４１〜４３は、はんだ６０が接続されている部位以外がモールド樹脂７０で封止されている。
【００３１】
モールド樹脂７０は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂である。モールド樹脂７０は、はんだ６０、第１放熱板４１などの構成材料、貫通配線１２などの構成材料と線膨張係数が近い材料が好ましい。このため、モールド樹脂７０は、線膨張係数が例えば３５×１０−６／℃以下の材料を採用すると好ましい。このようにすることで、電子装置１００は、はんだ６０に加わる熱応力を低減できる。更に、電子装置１００は、熱伝導率が良い材料、例えば１Ｗ/ｍＫ以上などの材料を用いることで、放熱性を向上できる。
【００３２】
放熱板４１〜４３は、銅などの金属を主成分として構成されており、放熱部材としての機能に加えて、電流を流す配線としての機能を有している。このため、放熱板４１〜４３は、パターン配線１１と比べて十分に厚みがある部材である。放熱板４１〜４３は、例えば平板状の部材やブロック体を採用できる。
【００３３】
第１放熱板４１は、端子２３ａ及び裏面電極と対向する位置に設けられている。また、第１放熱板４１は、図２に示すように、パワー半導体素子２１の大部分、すなわちパワー半導体素子２１の端子２１ａを除く部分と対向配置されている。更に、本実施形態では、三つのパワー半導体素子２１と対向配置されている。第１放熱板４１は、貫通配線１２及びはんだ３０，６０を介して端子２３ａと電気的に接続されており、且つ、貫通配線１２及びはんだ３０，６０を介して裏面電極と電気的に接続されている。つまり、第１放熱板４１は、パワー半導体素子２１とコネクタ２３とを電気的に接続している。なお、本発明は、はんだ３０，６０のかわりに導電性接着剤を採用することもできる。
【００３４】
第２放熱板４２は、一方の電極２２ａ及び端子２１ａと対向する位置に設けられている。第２放熱板４２は、貫通配線１２及びはんだ３０，６０を介して一方の電極２２ａと電気的に接続されており、且つ、貫通配線１２及びはんだ３０，６０を介して端子２１ａと電気的に接続されている。つまり、第２放熱板４２は、パワー半導体素子２１と大型部品２２とを電気的に接続している。
【００３５】
第３放熱板４３は、他方の電極２２ａと対向する位置に設けられている。第３放熱板４３は、貫通配線１２及びはんだ３０，６０を介して他方の電極２２ａと電気的に接続されている。
【００３６】
このように、パワー半導体素子２１、大型部品２２、コネクタ２３は、貫通配線１２や放熱板４１〜４３などを介して結線されている。従って、電子装置１００は、図３の二点鎖線で示すように大電流が流れる。つまり、電流経路は、端子２３ａ、配線基板１０、第１放熱板４１、配線基板１０、パワー半導体素子２１、配線基板１０、第２放熱板４２、配線基板１０、大型部品２２、配線基板１０、第３放熱板４３の順に大電流が流れる。よって、電流経路は、ラビリンス状と言うこともできる。つまり、電子装置１００は、大電流が流れるパワー配線として、配線基板１０及び放熱板４１〜４３を用いていると言うことができる。また、放熱板４１〜４３は、配線の一部を兼ねているため、おのずとパワー半導体素子２１よりも大きな面積となる。なお、ここでの面積は、配線基板１０と対向する面の面積である。このため、放熱板４１〜４３は、自身に伝達された熱を熱拡散する効果を奏することになる。つまり、電子装置１００は、放熱板４１〜４３を有しているため、放熱性を向上できる。更に、放熱板４１〜４３は、上記のように平板状の部材やブロック体であるため、箔状のパターン配線１１などに比べて、配線抵抗を低減できる。
【００３７】
また、電子装置１００は、パワー半導体素子２１が貫通配線１２などを介して第１放熱板４１に接続されているため、パワー半導体素子２１から発せられた熱を第１放熱板４１から放熱できる。このように、電子装置１００は、パワー半導体素子２１から発せられた熱を、パワー半導体素子２１の真下方向、すなわち配線基板１０の厚み方向に伝達することができる。
【００３８】
なお、配線基板１０は、貫通配線１２の体積を大きくすることで、配線抵抗及び熱抵抗を低減できる。つまり、配線基板１０は、パワー半導体素子２１の対向領域における貫通配線１２の占有率を高くすることで、配線抵抗及び熱抵抗を低減できる。
【００３９】
樹脂厚管理部材５０は、はんだ６０を介して配線基板１０に実装されている。樹脂厚管理部材５０と配線基板１０とを接合しているはんだ６０は、配線基板１０のパターン配線１１と機械的に接続されている。しかしながら、このパターン配線１１は、パワー半導体素子２１などと電気的に接続されているパターン配線１１と電気的に絶縁されている。つまり、このパターン配線１１は、電流経路には含まれていない。
【００４０】
樹脂厚管理部材５０は、放熱板４１〜４３上のモールド樹脂７０の厚みを規定するための部材である。放熱板４１〜４３上とは、放熱板４１〜４３における配線基板１０との対向面の反対面上を示している。樹脂厚管理部材５０は、放熱板４１〜４３による放熱性を維持しつつ、放熱板４１〜４３の絶縁性を確保できる厚みに規定する。よって、放熱板４１〜４３上に形成されるモールド樹脂７０は、放熱板４１〜４３の絶縁性を確保できる程度で、且つ、できるだけ薄い方が好ましい。なお、放熱板４１〜４３における配線基板１０との対向面の反対面は、放熱面と言うことができる。よって、樹脂厚管理部材５０は、放熱面に沿う仮想平面と、モールド樹脂７０の搭載面に沿う仮想平面との間隔を規定すると言うことができる。
【００４１】
樹脂厚管理部材５０は、放熱板４１〜４３よりも厚い部材である。樹脂厚管理部材５０と放熱板４１〜４３とは、はんだ６０を介して配線基板１０に実装されている。よって、樹脂厚管理部材５０は、放熱板４１〜４３上に形成されるモールド樹脂７０の厚みの分だけ、放熱板４１〜４３よりも厚い部材である。なお、樹脂厚管理部材５０は、配線基板１０に実装された状態で、放熱板４１〜４３上に形成されるモールド樹脂７０の厚みの分だけ、配線基板１０に実装された放熱板４１〜４３よりも突出していればよい。
【００４２】
後程説明するが、樹脂厚管理部材５０は、モールド樹脂７０を成型する際に、先端が下型に接触するため、放熱板４１〜４３上に形成されるモールド樹脂７０の厚みを管理することができる。よって、放熱板４１〜４３上には、放熱板４１〜４３と樹脂厚管理部材５０との厚さの差分と同等のモールド樹脂７０の厚さが確保される。放熱板４１〜４３上のモールド樹脂７０の厚さは、例えば０．５ｍｍ以下とすることができる。このように、電子装置１００は、放熱板４１〜４３上のモールド樹脂７０の厚さを管理できるため、筐体３００との熱結合状態を向上できる。
【００４３】
なお、本実施形態では、はんだ６０を介して配線基板１０に実装された樹脂厚管理部材５０を採用している。つまり、本実施形態では、金属を主成分とした樹脂厚管理部材５０を採用している。しかしながら、本発明は、これに限定されない。樹脂厚管理部材５０は、放熱板４１〜４３上のモールド樹脂７０の厚みを規定できればよく、材料、形状、配置される位置などは特に限定されない。また、本発明は、樹脂厚管理部材５０が設けられていなくてもよい。
【００４４】
裏面素子２４は、駆動回路の一部をなす回路素子であり、特許請求の範囲における反対面側回路素子に相当する。裏面素子２４は、例えばチップコンデンサなどである。裏面素子２４は、放熱板４１〜４３などと共に、モールド樹脂７０で封止されている。なお、本発明は、裏面素子２４が設けられていなくてもよい。
【００４５】
ここで、図４〜図１１を用いて、電子装置１００の製造方法に関して説明する。図４〜図１１は、電子装置１００の製造工程を示す断面図であり、図３に対応した切断面を示している。
【００４６】
第１工程では、図４に示すように、配線基板１０を用意する。つまり、第１工程では、樹脂基材にパターン配線１１及び貫通配線１２が形成された配線基板１０を用意する。第２工程では、図５に示すように、例えば印刷などによって、配線基板１０の裏面にはんだ６０を形成する。その後、第３工程では、図６に示すように、配線基板１０の反対面に放熱板４１〜４３、樹脂厚管理部材５０を実装する。この第３工程では、はんだ６０上に放熱板４１〜４３、樹脂厚管理部材５０を配置して、はんだリフローによって、配線基板１０に放熱板４１〜４３、樹脂厚管理部材５０を一括実装する。なお、第３工程では、放熱板４１〜４３、樹脂厚管理部材５０に加えて、裏面素子２４も一括実装できる。
【００４７】
第４工程では、図７に示すように、配線基板１０の裏面にモールド樹脂７０を形成する。モールド樹脂７０は、モールド成型によって形成することができる。つまり、第４工程は、モールド工程と言い換えることができる。ここでは、一例として、コンプレッションモールド成型を採用する。モールド工程では、図１１に示すように、上型４１０と、上型４１０に対応する下型である固定下型４２０及び稼働下型４３０とを含む金型を用いてモールド樹脂７０を形成する。上型４１０と下型とは、例えば下型が上昇したり下降したりすることで、相対的に近づいたり遠ざかったりすることができる。
【００４８】
上型４１０は、配線基板１０が固定される平坦面を有している。上型４１０は、例えば、地面に対して平行に配置されている。そして、上型４１０は、地面側に平坦面が形成されている。配線基板１０は、一面が上型４１０の平坦面に対向した状態で、平坦面に固定される。配線基板１０は、例えば、真空クランプや、メカクランプなどによって上型４１０に固定される。しかしながら、配線基板１０を上型４１０に固定する方法は、特に限定されない。なお、以下においては、重力方向を下、重力方向の反対方向を上とする。
【００４９】
下型は、上型４１０の下側に、上型４１０と対向した状態で配置される。固定下型４２０は、環状の壁面で囲まれた穴が設けられている。固定下型４２０は、モールド樹脂７０を成型する際に、先端面が配線基板１０の反対面に密着することになる。
【００５０】
固定下型４２０の穴内には、穴に沿って上方向及び下方向に可動できるように稼働下型４３０が配置されている。つまり、稼働下型４３０は、固定下型４２０の穴内において、最下位置と最上位置との範囲内で上方向及び下方向に可動できるように構成されている。
【００５１】
下型は、固定下型４２０の壁面と、稼働下型４３０の上面とによって、モールド樹脂７０の構成材料が配置される凹状のキャビティが形成されている。つまり、稼働下型４３０の上面は、キャビティの底面となる。この稼働下型４３０の上面は、平坦面である。なお、モールド樹脂７０の構成材料は、例えば顆粒状の樹脂材料である。
【００５２】
モールド工程では、図１１に示すように、上型４１０と固定下型４２０とで配線基板１０を挟み込む。このとき、キャビティ内には、モールド樹脂７０の構成材料が配置されている。また、モールド工程は、このような状態で、稼働下型４３０の上面が樹脂厚管理部材５０に接触するまで、稼働下型４３０を矢印方向に上昇させて成型する。樹脂厚管理部材５０は、放熱板４１〜４３よりも背が高く、且つ、稼働下型４３０の上面は、平坦面である。よって、放熱板４１〜４３は、モールド樹脂７０から露出しない。つまり、電子装置１００は、樹脂厚管理部材５０の高さによって、放熱板４１〜４３上のモールド樹脂７０の厚みを管理できる。
【００５３】
また、モールド工程では、樹脂厚管理部材５０で配線基板１０を押さえることになる。つまり、配線基板１０は、上型４１０と樹脂厚管理部材５０とで挟み込まれる。このため、モールド工程では、モールド工程前に配線基板１０に反りが生じていた場合であっても、配線基板１０の反りを矯正することができる。
【００５４】
モールド工程後は、図８に示す第５工程を行う。第５工程では、例えば印刷などによって、配線基板１０の一面にはんだ３０を形成する。その後、第６工程では、図９に示すように、配線基板１０の一面にパワー半導体素子２１、大型部品２２、コネクタ２３を実装する。この第６工程では、はんだ３０上にパワー半導体素子２１、大型部品２２、コネクタ２３を配置する。このとき、端子２１ａ、裏面電極、電極２２ａ、端子２３ａは、はんだ３０上に配置される。そして、第６工程では、はんだリフローによって、配線基板１０にパワー半導体素子２１、大型部品２２、コネクタ２３を一括実装する。このように、電子装置１００は、裏面側のはんだリフローと一面側のはんだリフローとで、配線基板１０に対して放熱板４１〜４３やパワー半導体素子２１などを実装できるので、複雑な製造工程が必要なく製造しやすい。
【００５５】
第７工程では、図１０に示すように、接着剤２００によって、電子装置１００を筐体３００に貼り付ける。第７工程では、例えば、筐体３００における電子装置１００の搭載領域に接着剤２００を塗布する。その後、第７工程では、接着剤２００上に電子装置１００を載置することで、電子装置１００と筐体３００に固定する。このようにして、電子装置１００は、筐体３００に搭載される。
【００５６】
以上のように、電子装置１００は、例えば、貫通配線１２がパワー半導体素子２１と対向配置され、第１放熱板４１が貫通配線１２と対向配置されている。このため、電子装置１００は、パワー半導体素子２１から発せられた熱を厚み方向に放熱できる。すなわち、電子装置１００は、パワー半導体素子２１から、パワー半導体素子２１の真下方向に熱伝達できる。よって、電子装置１００は、パワー半導体素子２１から発せられた熱を配線基板１０の平面方向に放熱する場合より放熱性を向上できる。なお、電子装置１００は、貫通配線１２と第１放熱板４１とをはんだ６０を介して接続しているため、貫通配線１２と第１放熱板４１とを密着接合でき、より一層放熱性を向上できる。
【００５７】
電子装置１００は、パワー半導体素子２１を通る電流経路の一部として第１放熱板４１を用いているため、電流経路として金属箔を用いるよりも配線抵抗を低減できる。なお、配線基板１０は、特殊な工程を行うことなく製造でき、汎用性のある基板である。よって、電子装置１００は、汎用性のある配線基板１０に第１放熱板４１を実装することで、配線抵抗を低減できる。このため、電子装置１００は、特殊な工程によって製造された配線基板を用いるよりも、コストアップの抑制が期待できる。
【００５８】
電子装置１００は、第１放熱板４１などを封止しているモールド樹脂７０が接着剤２００を介して筐体３００に搭載されている。よって、電子装置１００は、パワー半導体素子２１から発せられた熱を第１放熱板４１を介して筐体３００に放熱できる。このため、電子装置１００は、より一層放熱性を向上できる。また、電子装置１００は、電流経路の一部である放熱板４１〜４３をモールド樹脂７０で封止しているため、放熱性を向上させつつ、放熱板４１〜４３を電気的に絶縁できる。なお、パターン配線１１や貫通配線１２は、大電流が流れることで発熱することもありうる。しかしながら、パターン配線１１や貫通配線１２から発せられた熱は、第１放熱板４１などから筐体３００に放熱できる。
【００５９】
更に、電子装置１００は、放熱板４１〜４３と配線基板１０との接続部をモールド樹脂７０で覆っているので、接続部が空気に露出している場合よりも接続部の冷熱寿命を向上できる。特に、電子装置１００では、モールド樹脂７０を採用することで、ポッティングによって形成された封止樹脂を採用する場合より接続部における接続強度を向上できる。
【００６０】
なお、配線基板１０と第１放熱板４１とは、線膨張係数が同じであることが望ましいが、材質が全く同じにはならないため、一般的には線膨張係数に差が生じる。つまり、配線基板１０と第１放熱板４１とは、線膨張係数が異なる。このため、配線基板１０と第１放熱板４１とは、周辺温度に応じて伸び量差が大きくなる。第１放熱板４１と配線基板１０との接続部は、伸び量差が大きくなるに連れて、配線基板１０と第１放熱板４１との接続部に加わる応力が大きくなる。なお、伸び量差は、第１放熱板の長さが長くなるにつれて、及び周辺温度の温度差が大きくなるにつれて大きくなる。はんだ６０は、もしモールド樹脂７０によって封止されていなかった場合、伸び量差によりに応力が加わり、更に冷熱が繰り返されるとクラックが発生する可能性がある。これによって、電子装置１００は、はんだ６０をモールド樹脂７０で封止していなかった場合、放熱性が悪化したり、配線抵抗が上昇したりすることになる。また、電子装置１００は、はんだ６０をモールド樹脂７０で封止していなかった場合、伸び量差により配線基板１０が反ることになるので、第１放熱板４１と筐体３００との絶縁性が確保できないことも起こりうる。
【００６１】
しかしながら、電子装置１００は、第１放熱板４１と配線基板１０との接続部をモールド樹脂７０で封止しているため接続部における接続強度を確保できる。つまり、電子装置１００は、はんだ６０をモールド樹脂７０で封止しているため、放熱性が悪化したり、配線抵抗が上昇したりすることを抑制でき、第１放熱板４１と筐体３００との絶縁性を確保できる。なお、配線基板１０と第２放熱板４２や第３放熱板４３との関係も同様である。
【００６２】
また、電子装置１００は、パワー半導体素子２１や大型部品２２などと放熱板４１〜４３を配線基板１０に実装している。配線基板１０は、バスバーやリードフレームに比べて、パワー半導体素子２１と大型部品２２との間隔を狭くできる。このため、電子装置１００は、パワー半導体素子２１や大型部品２２などと放熱板４１〜４３とをバスバーに実装する場合よりも体格を小型化できる。このように、電子装置１００は、小型化できるため、モータのハウジングなどに対して取り付けやすい。言い換えると、電子装置１００は、被取付体への取付性がよい。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本発明の変形例１，２に関して説明する。上述の実施形態及び変形例１，２は、夫々単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。
【００６４】
（変形例１）
図１２を用いて、変形例１の電子装置１１０に関して説明する。ここでは、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の点は同じ符号を付与して説明を省略する。電子装置１１０は、放熱板４１〜４３がモールド樹脂７１から露出している点が電子装置１００と異なる。
【００６５】
電子装置１１０は、放熱板４１〜４３の放熱面がモールド樹脂７１から露出している。ここでは、放熱面に対向する位置に穴が設けられたモールド樹脂７１を採用している。電子装置１１０は、樹脂厚管理部材５０が設けられているため、放熱面がモールド樹脂７１の搭載面に達すことはない。このため、電子装置１１０は、例えば接着剤２１０を介さずに筐体３００に配置された場合であっても、放熱板４１〜４３が筐体３００に接触しない。
【００６６】
電子装置１１０は、モールド樹脂７１の搭載面及び放熱板４１〜４３の放熱面が接着剤２１０を介して、筐体３００に接合されている。つまり、電子装置１１０は、モールド樹脂７１に穴が設けられているため、接着剤２１０が放熱板４１〜４３にも接することになる。この接着剤２１０は、電気絶縁性であり、モールド樹脂７０よりも熱伝導率が良いものである。
【００６７】
電子装置１１０は、電子装置１００と同様の効果を奏することができる。また、接着剤２１０は、モールド樹脂７１よりも熱伝導率が良い。更に、電子装置１１０は、放熱板４１〜４３の放熱面がモールド樹脂７１を介することなく接着剤２１０によって筐体３００と接合されている。このため、電子装置１１０は、電子装置１００よりも放熱性を向上できる。
【００６８】
なお、電子装置１１０は、稼働下型４３０の上面に、モールド樹脂７１の穴を設けるための凸部が設けられていた場合、樹脂厚管理部材５０が設けられていなくてもよい。更に、電子装置１１０は、樹脂厚管理部材５０が設けられていなくてもよく、放熱板４１〜４３の放熱面とモールド樹脂７１の搭載面とが面一となっていてもよい。この場合、電子装置１１０は、電気絶縁性の接着剤２１０によって、放熱板４１〜４３と筐体とを電気的に絶縁できる。
【００６９】
（変形例２）
図１３，１４を用いて、変形例２の電子装置１２０に関して説明する。ここでは、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の点は同じ符号を付与して説明を省略する。電子装置１２０は、樹脂厚管理部材５１の構成が電子装置１００と異なる。
【００７０】
樹脂厚管理部材５１は、放熱板４１〜４３がモールド樹脂７０から露出しないように、モールド樹脂７０の厚さを規定するものである。詳述すると、樹脂厚管理部材５１は、放熱板４１〜４３上のモールド樹脂７０の厚みを、放熱板４１〜４３による放熱性を維持しつつ、放熱板４１〜４３の絶縁性を確保できる厚みに規定する。
【００７１】
樹脂厚管理部材５１は、絶縁体によって形成されている。また、樹脂厚管理部材５１は、図１３に示すように、放熱板４１〜４３の放熱面に設けられている。この樹脂厚管理部材５１は、放熱板４１〜４３における少なくとも一つの放熱面に設けられていればよい。また、樹脂厚管理部材５１は、放熱板４１〜４３上のモールド樹脂７０の厚みと同等の厚みを有している。
【００７２】
電子装置１２０を製造する際は、図１４に示すように、稼働下型４３０の上面に樹脂厚管理部材５１を配置しておく。電子装置１２０は、この状態で、上記実施形態と同様にモールド工程を行うことで製造できる。
【００７３】
電子装置１２０は、電子装置１００と同様の効果を奏することができる。更に、電子装置１２０は、放熱板４１〜４３の放熱面に設けられているため、電子装置１００よりも体格を小型化できる。つまり、電子装置１２０は、平面方向の体格を電子装置１００よりも小型化できる。
【符号の説明】
【００７４】
１０  配線基板、１１  パターン配線、１２  貫通配線、２１  パワー半導体素子、２１ａ  端子、２２  大型部品、２２ａ  端子、２３  コネクタ、２３ａ  端子、２４  裏面素子、３０  はんだ、４１〜４３  放熱板、５０，５１  樹脂厚管理部材、６０  はんだ、７０，７１  モールド樹脂、１００〜１２０  電子装置、２００，２１０  接着剤、３００  筐体、４１０  上型、４２０  固定下型、４３０  稼働下型
【図１】
0006488658.tif 000002
【図２】
0006488658.tif 000003
【図３】
0006488658.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006488658.tif 000006
【図６】
0006488658.tif 000007
【図７】
0006488658.tif 000008
【図８】
0006488658.tif 000009
【図９】
0006488658.tif 000010
【図１０】
0006488658.tif 000011
【図１１】
0006488658.tif 000012
【図１２】
0006488658.tif 000013
【図１３】
0006488658.tif 000014
【図１４】
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