(57)【要約】【課題】電子回路基板に充填する樹脂が漏れ出るのを防止する。【解決手段】基板２の実装面に実装領域６と実装領域６を取り囲む金属領域７とが形成されている。半導体チップ５が実装領域６に実装されている。さらに、筒形状を有する樹脂製のケース３の内周面に沿って金属製の枠体である接合金具４が取り付けられている。接合金具４と金属領域７との境界領域が封止されるようにはんだ９によって接合されている。基板２、ケース３及び接合金具４によって画定される内部空間に樹脂８が充填されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された実装面において前記電子部品を取り囲むように形成された金属領域を有する基板と、
筒形状を有する樹脂製のケースと、
前記ケースの内周面に沿うように前記ケースに取り付けられた金属材料からなる枠体とを備えており、
前記枠体の内側に前記電子部品が配置され、かつ、前記枠体と前記金属領域との境界領域が封止されるように前記枠体と前記金属領域とがはんだ接合されており、
前記基板、前記ケース及び前記枠体によって画定された内部空間に樹脂が充填されたことを特徴とする電子回路基板。
【請求項２】
前記ケースが、前記電子部品と電気的に接続され前記ケースの側壁内を通過して外部に露出する端子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子回路基板。
【請求項３】
前記枠体が、前記ケースの壁内に配置された金属壁を含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子回路基板。
【請求項４】
電子部品が実装された実装領域及び前記実装領域を取り囲むように形成された金属領域を実装面に有する基板を形成する基板形成工程と、
金属材料からなる枠体が内周面に沿うように配置された筒形状を有する樹脂製ケースを形成するケース形成工程と、
前記電子部品を前記実装領域に実装するとともに、前記枠体の内側に前記実装領域が配置され、かつ、前記枠体と前記金属領域との境界領域が封止されるように前記枠体と前記金属領域とをはんだ接合する実装工程と、
前記基板、前記ケース及び前記枠体によって画定された内部空間に樹脂を充填する樹脂充填工程とを備えたことを特徴とする電子回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装された電子部品が樹脂により保護されている電子回路基板及び電子回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、パワーモジュール等の電子回路基板においては、半導体チップ等の電子部品が基板（絶縁基板）上に実装されており、実装された電子部品を収納するように、筒状の樹脂ケースが、基板に取り付けられた金属ベース板上に接着剤により接着される。さらに、樹脂ケース内には、電子部品を保護するための樹脂が充填される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−１５４４５７（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した電子回路基板によると、はんだ接合により電子部品を基板に実装した後に、接着剤を用いてケースを金属ベース板に実装する。ケースを金属ベース板に実装するときは、ディスペンサ等を用いてケースの端面に接着剤を塗布する。
しかしながら、ディスペンサを用いて接着剤の塗布量を均一にすることが難しいため、ケースの端面の一部に接着剤が塗布されないことがある。この状態で金属ベース板上にケースを接着すると、接着剤が塗布されていない箇所に隙間が生じ、ケース内に樹脂を充填するときに、この隙間から樹脂が漏れ出てしまう。
【０００５】
そこで、本発明の主たる目的は、樹脂が漏れ出るのを防止することができ、また製造コストの低減を図ることができ、電子部品から発生する熱を放熱させることのできる電子回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子回路基板は、電子部品が実装された実装面において前記電子部品を取り囲むように形成された金属領域を有する基板と、筒形状を有する樹脂製のケースと、前記ケースの内周面に沿うように前記ケースに取り付けられた金属材料からなる枠体とを備えている。前記枠体の内側に前記電子部品が配置され、かつ、前記枠体と前記金属領域との境界領域が封止されるように前記枠体と前記金属領域とがはんだ接合されており、前記基板、前記ケース及び前記枠体によって画定された内部空間に樹脂が充填されている。
【０００７】
本発明においては、前記ケースが、前記電子部品と電気的に接続され前記ケースの側壁内を通過して外部に露出する端子を備えていてもよい。
【０００８】
また、本発明においては、前記枠体が、前記ケースの壁内に配置された金属壁を含んでいてもよい。
【０００９】
本発明の電子回路基板の製造方法は、電子部品が実装された実装領域及び前記実装領域を取り囲むように形成された金属領域を実装面に有する基板を形成する基板形成工程と、金属材料からなる枠体が内周面に沿うように配置された筒形状を有する樹脂製ケースを形成するケース形成工程とを備えている。さらに、前記電子部品を前記実装領域に実装するとともに、前記枠体の内側に前記実装領域が配置され、かつ、前記枠体と前記金属領域との境界領域が封止されるように前記枠体と前記金属領域とをはんだ接合する実装工程と、前記基板、前記ケース及び前記枠体によって画定された内部空間に樹脂を充填する樹脂充填工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、枠体と基板の金属領域との境界領域がはんだ接合により封止されているため、内部空間に充填された樹脂が、枠体と金属領域との間から漏れ出るのを防止することができる。
また、実装工程において、電子部品と枠体が取り付けられたケースとを基板に実装することができる。これにより、電子回路基板の製造時間が短縮されるため、製造コストの低減を図ることができる。
【００１１】
さらに、ケースが端子を備えていることにより、ケースと端子とを同時に基板に実装することができ、製造時間の短縮を図ることができる。
【００１２】
また、枠体がケース壁内に配置されている金属壁を含むことにより、電子部品から発生した熱を、金属壁を介して外部に放熱させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は第１実施形態の電子回路基板の平面図である。図２は、図１に示すII−II線に係る電子回路基板１の断面図である。
電子回路基板１は、例えば、パワーモジュールとして機能するものであり、図１及び図２に示すように、基板２と、ケース３と、接合金具（枠体）４とを有している。
【００１４】
基板２は、実装領域６及び金属領域７が形成された矩形状の実装面を有している。実装領域６は、電子部品である半導体チップ５が実装される領域であり、実装面の中央に配置されている。また、実装領域６は、半導体チップ５と電気的に接合される多数のランド（図示せず）を含んでいる。半導体チップ５は表面にランドが形成されたベアチップであり、当該ランドと実装領域６に形成されたランドとがワイヤボンディングされることによって電気的に接続されている。
なお、半導体チップ５のランド上にバンプを形成し実装領域６に形成されたランドとが直接接合されるように半導体チップ５が実装領域６に実装されてもよいし、半導体チップ５が端子を有するデバイスパッケージに収容されており、デバイスパッケージの端子とランドとがはんだ接合されることによって半導体チップ５が実装領域６に実装されていてもよい。
金属領域７は、実装領域６を取り囲むように、かつ、基板２の縁部に沿って延在するように形成された矩形状の金属パターンである（図３（ａ）参照）。後述するように、実装領域６のランド及び金属領域７は金属性の導電パターンとして同時に形成される。
【００１５】
ケース３は、樹脂で形成されたものであり、両端に開口を有する角筒形状を有している。図２の如くケース３の内周面における下方側の開口近傍には、周方向に沿って延在しつつ内側に向かって突出している突出部３ａが形成されている。突出部３ａには、周方向に沿って基板２側の端面及び内側端面の一部が切り欠かれた凹部３ｂが形成されている。そして、ケース３の突出部３ａと基板２の縁部とが密着している。
【００１６】
接合金具４は、金属材料で形成された矩形状の枠体であり、矩形断面を有している。また、接合金具４は、ケース３を射出成型するときに金型内に配置されることによって凹部３ｂの壁面に配置され、ケース３にインサート成形されている。
また、接合金具４の基板２側の端面全域が、基板２の金属領域７と密着している。このとき、接合金具４の内側に半導体チップ５が配置されている。そして、接合金具４と金属領域７との境界領域が完全に封止されるように接合金具４と金属領域７とがはんだ９により接合されている。
【００１７】
樹脂８は、基板２、ケース３及び接合金具４とで画定される内部空間に充填されているものである。樹脂８により半導体チップ５の表面及び実装領域６のランドを電気的に接続するワイヤとが保護される。
【００１８】
次に、電子回路基板１の製造方法について図３〜５を参照しつつ説明する。図３（ａ）は基板２の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すIIIB−IIIB線に係る基板２の断面図である。図４（ａ）は、ケース３及び接合金具４の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すIVB−IVB線に係るケース３及び接合金具４の断面図である。図５は、基板２にケース３及び半導体チップ５が実装されたときの断面図である。
まず、図３に示すように、実装領域６のランド及び金属領域７を含む金属製の導電パターンを基板２の実装面に形成する（基板形成工程）。
そして、図４に示すように、接合金具４がインサートされたケース３を、射出成型する（ケース形成工程）。
【００１９】
さらに、図５に示すように、基板２の金属領域７及び実装領域６のランドにクリームはんだを印刷工程により塗布する。そして、金属領域７と接合金具４とが密着するようにケース３を基板２に配置するとともに、実装領域６に半導体チップ５を配置する。
基板２をリフロー工程により加熱することによって、金属領域７上に塗布されたクリームはんだを溶融させる。これにより、金属領域７と接合金具４とがはんだ９によって接合される。このとき、上述したようにはんだ９によって金属領域７と接合金具４との境界領域が封止される。
また、半導体チップ５のランドと実装領域６のランドとがワイヤボンディングにより電気的に接続されることによって、半導体チップ５が基板２に実装される（実装工程）。
【００２０】
最後に、基板２、ケース３及び接合金具４によって画定される内部空間に樹脂８を充填する（樹脂充填工程）。そして、内部空間に充填した樹脂８を硬化させることによって、図２に示す電子回路基板１の製造が完了する。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態によると、接合金具４と基板２の金属領域７との境界領域がはんだ９により封止されるため、基板２、ケース３及び接合金具４によって画定される内部空間に充填された樹脂８が、接合金具４と金属領域７との間から漏れ出るのを防止することができる。
また、ケース３と、半導体チップ５とを同じ工程で基板２に実装することができる。これにより、電子回路基板１の製造時間が短縮されるため、電子回路基板１の製造コストの低減を図ることができる。
【００２２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について、図６を参照しつつ説明する。図６は第２実施形態に係る電子回路基板の断面図である。なお、第１実施形態と実質的に同じ部材については、同一の符号を付して説明を省略する。
図６に示すように、電子回路基板１０１は、基板２と、ケース１０３と、接合金具４とを有している。ケース１０３は、樹脂で形成されたものであり、両端に開口を有する角筒形状を有している。さらに、ケース１０３は、一端が基板２のランドにはんだ接合され、この一端からケース１０３の側壁内を通過して外部に露出するように延在する端子１０を有している。
端子１０は、ケース１０３を射出成型するときに接合金具４とともに金型内に配置されることによって、ケース１０３にインサート成形される。
【００２３】
以上、説明したように、本実施形態によると、第１実施形態の効果に加えて、端子１０がケース１０３の側壁内を通過して外部に露出しているため、ケース１０３と端子１０とを同時に基板２に実装することができ、製造時間の短縮を図ることができる。
【００２４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について、図７を参照しつつ説明する。図７は第３実施形態に係る電子回路基板の断面図である。なお、第１実施形態と実質的に同じ部材については、同一の符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、電子回路基板２０１は、基板２と、ケース２０３と、接合金具２０４とを有している。接合金具２０４は、金属材料で形成された矩形状の枠体であり、Ｌ字状の断面を有している。接合金具２０４の上方に延在する部分が壁部（金属壁）２０４ａとなっている。
ケース２０３は、樹脂で成型されたものであり、両端に開口を有する角筒形状を有している。ケース２０３の壁内には接合金具２０４の壁部２０４ａが配置されている。接合金具２０４は、ケース２０３を射出成型するときに金型内に配置されることによって、ケース２０３にインサート成形される。
【００２５】
以上、説明したように、本実施形態によると、第１実施形態の効果に加えて、接合金具２０４がケース壁内に配置されている壁部２０４ａを含んでいるため、半導体チップ５から発生した熱を、壁部２０４ａを介して外部に放熱させることができる。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を越えない範囲において変更が可能である。例えば、上述の第１実施形態においては、半導体チップ５と接合金具４が一体的に形成されたケース３とを同時に基板２に実装しているが、半導体チップ５の実装とケース３の実装とを別工程で行ってもよい。
【００２７】
また、上述の第１〜第３実施形態においては、ケース３は、角筒形状を有する構成であるが、ケースは円筒形状等他の筒形状を有する構成であってもよい。
【００２８】
また、上述の第１〜第３実施形態においては、基板２に半導体チップ５が実装される構成であるが、基板に半導体チップ以外の電子部品が実装される構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態である電子回路基板を示す図である。
【図２】図１に示す電子回路基板の断面図である。
【図３】図１に示す基板に関する図である。
【図４】図１に示すケース及び接合金具に関する図である。
【図５】図１に示す基板にケース及び半導体チップが実装されたときの状態を示す図である。
【図６】第２実施形態である電子回路基板を示す図である
【図７】第３実施形態である電子回路基板を示す図である
【符号の説明】
【００３０】
１  電子回路基板
２  基板
３  ケース
３ａ  突出部
３ｂ  凹部
４  接合金具（枠体）
５  半導体チップ
６  実装領域
７  金属領域
８  樹脂
９  はんだ
１０  端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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