(57)【要約】  本発明は、配線支持部（３２）上に搭載された電子部品（２６，３０）が封止材料（３８）を用いて封止された電子部品グループ（１４）を製造する方法に関し、封止材料（３８）が電子部品（２６，３０）に加える応力が所定の値を下回るように、配線支持部（３２）上に電子部品（２６，３０）を配置する工程と、封止材料（３８）を用いて、電子部品（２６，３０）を封止する工程とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線支持部（３２）上に搭載された電子部品（２６，３０）が封止材料（３８）を用いて封止された電子部品グループ（１４）を製造する方法であって、
封止材料（３８）が電子部品（２６，３０）に加える応力が所定の値を下回るように、配線支持部（３２）上に電子部品（２６，３０）を配置する工程と、
封止材料（３８）を用いて、電子部品（２６，３０）を封止する工程と、
を有する方法。
【請求項２】
当該の封止材料（３８）が、電子部品（２６，３０）の熱膨張率の範囲内に有る熱膨張率を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該の封止材料（３８）が硬化可能な樹脂、特に、エポキシ樹脂から構成される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
当該の封止材料（３８）の熱運動が相殺される配線支持部（３２）ゼロ位置に、電子部品（２６，３０）を配置する請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
当該の電子部品（２６，３０）が、少なくとも二つの変換素子（２６）からの測定信号を評価する評価回路（３０）であり、これらの変換素子が、この評価回路（３０）の周りに対称的に配置されている請求項４に記載の方法。
【請求項６】
当該の封止材料（３８）を用いて電子部品（２６，３０）を封止するために、少なくとも一つの方向における封止材料（３８）の熱運動が所定の値を下回る封止幾何学形状を選定する請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
当該の電子部品（２６，３０）の少なくとも一つの壁における封止材料（３８）の壁厚が所定の値を下回るように、当該の封止幾何学形状を選定する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
当該の封止前に、機械的減結合層（３６）を用いて電子部品（２６，３０）を包む工程を有する請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
当該の配線支持部（３２）が、電子部品（２６，３０）を回路基板（５０）と電気的に接続するための端子（４０）と電気シールド層（４６）とを備えており、本方法は、電子部品グループ（１４）の少なくとも一つの方向に見て、これらの電気シールド層（３２）と端子（４０）の間に電子部品（２６，３０）が収容されるように、配線支持部（３２）上に電子部品（２６，３０）を配置する工程を有する請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
特に、請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法により製造される電子部品グループ（１４）であって、
封止材料（３８）を用いて封止された、配線支持部（３２）上に搭載された電子部品（２６，３０）を備え、
封止材料（３８）が電子部品（２６，３０）に加える応力が所定の値を下回るように、電子部品（２６，３０）が配線支持部（３２）上に配置されている、
電子部品グループ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品グループを製造する方法及び電子部品グループに関する
【背景技術】
【０００２】
特許文献１により、電気配線を備えた回路基板の形の基板上に保持され、接続電線を介して、この電気配線と接続された（この文献では、封止構造と呼ばれる）電子部品を封止した電子部品グループが周知である。その電子部品を備えた基板は、埋込材料を流し込まれた筐体内に固定されている。その流し込まれた筐体は、シールドとしての役割を果たす蓋で閉鎖されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ特許公開第１０２００７０６０９３１号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１０２０１１０８０７８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、周知の電子部品グループを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本課題は、独立請求項の特徴によって解決される。有利な改善構成は、従属請求項の対象である。
【０００６】
本発明の一つの観点では、配線支持部上に搭載された電子部品が封止材料を用いて封止された電子部品グループを製造する方法は、この封止材料が電子部品に加える応力が所定の値を下回るように、この配線支持部上に電子部品を配置する工程と、封止材料を用いて、この電子部品を封止する工程とを有する。
【０００７】
この所与の方法は、冒頭で述べた電子部品グループが非常に大きなサイズを有し、そのことが、先ずは電子部品を独立して封止し、次に筐体内に固定するために別の材料で埋め込まなければならないことに関連するとの考えに基づいている。それに対応して、これらの構造は、非常に大きな構造空間を必要とし、それによって、冒頭で述べた形式の電子部品グループは、例えば、以下において、ＳＭＤと称する表面実装部品（英語名：Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの構造空間の乏しい技術用途には適していない。
【０００８】
それに対して、この所与の方法は、電子部品の埋込部を直接筐体として使用し、その結果、この埋込部の分だけ余分な筐体を省くことができるとの技術思想に基づいている。そのことは、電子部品グループ全体に必要な構造空間を著しく低減する。
【０００９】
しかし、この技術思想は、電子部品グループ及び／又は接続電線などのその電気接続部に加わる高過ぎる機械的な応力を防止するためには、埋込部が或る程度の弾性及び／又は粘性を持たなければならず、その理由は、この印加される機械的な応力が電子部品グループ及び／又は電気接続部を電気的及び／又は機械的に損傷し、そのようにして、それに対応して誤動作を引き起こすからであるとの知見に基づいている。
【００１０】
従って、この所与の方法の技術思想は、製造すべき電子部品グループを準備する場合、そのサイズを決定する際に、印加される応力を考慮して、この印加される応力が、電子部品グループ全体の機能が最早確実に保証できなくなる限界値以内に留まるようにするとの好適な予防措置を執ることである。電子部品グループのサイズ決定時に如何にして印加される応力を考慮できるかの例は、従属請求項に記載されている。
【００１１】
この場合、印加される応力に関する所定の値は、サイズ決定時に直接的又は間接的に設定することができる。直接的な設定形態は、例えば、所定の値を直接設定するシミュレーションの範囲内で実現することができる。間接的な設定形態は、例えば、一連の比較試験に基づき実現することができ、その範囲内では、例えば、所定の信頼性などの期待される結果だけが設定され、次に、それから、所定の値が暗黙のうちに得られる。
【００１２】
この所与の方法の改善構成では、封止材料は、電子部品の熱膨張率の範囲内に有る熱膨張率を有し、その結果、封止材料とそれにより封止される電子部品グループが同様に膨張し、そのため、互いに機械的な応力を加えないか、或いは最小限の機械的な応力しか加えなくなる。
【００１３】
この封止材料は、硬化可能な樹脂、特に、エポキシ樹脂から構成することができ、その結果、電子部品の封止が当業者に周知の手法でトランスファー成形（英語名：Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）を用いて実行することができる。
【００１４】
この所与の方法の別の改善構成では、封止材料の熱運動が相殺される、配線支持部のゼロ位置に電子部品を配置することができる。このようにして、同じく印加される応力を軽減することができる。
【００１５】
この場合、電子部品は、少なくとも二つの変換素子からの測定信号を評価する評価回路とすることができ、両方の変換素子は、評価回路の周りに対称的に配置することができる。このようにして、変換素子に加わる応力と、それと関連する場合によっては起こる既知の対称性に基づく測定誤差とを後日考慮することができる。
【００１６】
この所与の方法の更に別の改善構成では、封止材料を用いて電子部品を封止するために、少なくとも一つの方向における封止材料の熱運動が所定の値を下回る封止幾何学形状を選定することができる。この幾何学形状は、任意の手法で選定することができ、封止幾何学形状は、特に有利には、電子部品の少なくとも一つの壁における封止材料の壁厚が所定の値を下回り、その結果、その壁により加えられる機械的な応力が、その所定の値に応じた応力値に限定されたままとなるように選定される。
【００１７】
更に別の改善構成では、この所与の方法は、封止前に機械的減結合材料を用いて電子部品を包む工程を有する。この機械的減結合材料は、電子部品グループに加わる応力を一層軽減し、そのようにして、電子部品の機械的な応力を軽減する。
【００１８】
特別な改善構成では、この機械的減結合材料は、少なくとも揺変性とされる。このようにして、この機械的減結合材料は、簡単な手法で電気部品に流し込むことができるが、流し込まれた状態で、電子部品を完全に包むのに十分な安定性を有する。
【００１９】
追加の改善構成では、この配線支持部は、電子部品を回路基板と電気的に接続するための端子と電気シールド層を有し、この所与の方法は、電子部品グループの少なくとも一つの方向に見て、これらの電気シールド層と端子の間に電子部品が収容されるように、電子部品を配線支持部に配置する工程を有する。このようにして、配線支持部は、余分な電気シールド層を必要とすること無く、ＥＭＶと呼ばれる電磁適合性を同時に改善するために使用することができる。
【００２０】
本発明の別の観点において、電子部品グループは、封止材料を用いて封止された、配線支持部上に搭載された電子部品を有し、この電子部品は、封止材料が電子部品に加える応力が所定の値を下回るように、配線支持部上に配置されている。
【００２１】
この所与の電子部品グループは、意味に関して所与の方法の従属請求項に対応する特徴だけ拡張することができる。
【００２２】
この所与の電子部品グループの改善構成では、この所与の電子部品グループは、慣性センサとして構成される。
【００２３】
この場合、この所与の電子部品グループは、有利には、所与の方法により製造することができる。
【００２４】
この発明の別の観点において、車両は、特に、走行動特性データを検出するために、所与の電子部品グループを備えている。
【００２５】
前に説明した本発明の特性、特徴及び利点、並びにそれらを実現する形態及び手法は、以下における図面と関連して詳しく説明する実施例の記述に関連付けると、より明確に、より分かり易く理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】走行動特性制御部を備えた車両の模式図
【図２】図１のＳＭＤ部品として構成された慣性センサの模式図
【図３】図１の慣性センサの中間生産品の模式図
【図４】回路基板上の図１の慣性センサの模式図
【図５】図１の慣性センサの別の模式図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面において、同じ技術要素は、同じ符号を付与されており、一回だけ説明する。
【００２８】
図１を参照すると、周知の走行動特性制御部を備えた車両２の模式図が図示されている。この走行動特性制御部の詳細は、例えば、特許文献２から読み取ることができる。
【００２９】
車両２は、一つのシャーシ４と四つの車輪６を備えている。詳しく図示されていない道路上での車両２の動きを遅くするために、固定位置でシャーシ４に固定されたブレーキ８によって、各車輪６をシャーシ４に対して減速することができる。
【００３０】
この場合、当業者に周知の手法により、車両２の車輪６が、そのロード・ホールディングを喪失して、それどころか、車両２が、例えば、アンダーステアリング又はオーバーステアリングにより、詳しく図示されていないハンドルにより規定される軌道から逸れて動くことが起こる可能性が有る。それは、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）及びＥＳＰ（電子安定化プログラム）などの周知の制御ループによって防止される。
【００３１】
この実施形態では、そのために、車両２は、車輪６の回転数１２を検出する回転数センサ１０を車輪６に備えている。更に、車両２は、車両２の走行動特性データ１６を検出する慣性センサ１４を備えており、そのセンサから、当業者に周知の手法で、例えば、縦揺れ速度、横揺れ速度、偏揺れ速度、横加速度及び／又は縦加速度を出力することができる。
【００３２】
コントローラ１８は、検出した回転数１２と走行動特性データ１６に基づき、当業者に周知の手法で、車両２が走行路上で滑っているか、それどころか前記の所定の軌道から逸れており、それに対応して、周知のコントローラ出力信号２０により、それに対処するのか否かを決定することができる。そして、調節機器２２は、このコントローラ出力信号２０を使用して、調節信号２４を用いて、スリップ及び所定の軌道からのずれに周知の手法で対処する、ブレーキ８などのアクチュエータを駆動することができる。
【００３３】
コントローラ１８は、例えば、車両２の周知のエンジン制御部に統合することができる。コントローラ１８と調節機器２２は、共通の制御機器として構成して、任意選択により、前述したエンジン制御部に統合することもできる。
【００３４】
図１では、慣性センサ１４が、コントローラ１８外の外部機器として図示されている。そのような場合、サテライト機器として構成された慣性センサ１４と呼ばれる。しかし、この実施形態では、慣性センサ１４は、例えば、コントローラ１８の筐体内に一緒に統合することができるように、ＳＭＤ素子として構成することもできる。
【００３５】
慣性センサ１４は、測定変換器として、ＭＥＭＳ２６と呼ばれる、少なくとも一つのマイクロ電子機械システム２６を有し、それは、周知の手法で接続電線２８を介して、ＡＳＩＣ（英語名：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３０と呼ばれる、用途特有の集積回路３０の形の二つの信号評価回路３０に、詳しく図示されていない、走行動特性データ１６に応じた信号を出力する。そして、このＡＳＩＣ３０は、受信した、走行動特性データ１６に応じた信号に基づき走行動特性データ１６を発生する。
【００３６】
これらのＭＥＭＳ２６とＡＳＩＣ３０は、回路基板３２上に搭載されて、回路基板３２上に形成された異なる電気配線３４を用いて電気的に接続されている。それに代わって、回路基板３２をリードフレームとして構成することもでき、それに関しては、以下の箇所で詳しく述べる。図２では、これらの配線３４の中の唯一つの配線３４だけが断面図で見ることができる。この場合、接続は、直接的に、図２に図示されている通り、例えば、周知のフリップチップボンディングを介して、或いは接続電線２８を介して行なうことができる。
【００３７】
更に、これらのＭＥＭＳ２６とＡＳＩＣ３０は、グローブトップ封止材３６と呼ばれる機械的減結合材料３６によって包むことができ、この材料は、又もやＭＥＭＳ２６とＡＳＩＣ３０と共に、例えば、エポキシ樹脂３８などのトランスファー成形材料３８内に封止することができる。
【００３８】
それによって、トランスファー成形材料３８が、単独で慣性センサ１４の筐体としての役割も果たし、そこに収納された回路部品を保護することができる。
【００３９】
最後に、ＳＭＤ部品として構成された慣性センサ１４には、図２に図示されたコントローラ１８の回路と電気的に接続するための半田ビーズ４０などの、それに対応した接続手段が配備される。しかし、それに代わって、ＳＭＤ部品として構成された慣性センサ１４の接続手段は、基板が図３に図示された周知のリードフレーム３２として構成されている場合、周知のガルウィング半田端子又はＪリード半田端子として構成することができる。
【００４０】
図３を参照して、それに基づき慣性センサ１４の内部構造を説明する。如何にして慣性センサ１４がＳＭＤ部品として構成できるのかとの多様な手段を図解するために、図３には、接続手段としての半田ビーズ４０の代わりに、接続手段としての接続ピン４０が形成されている。
【００４１】
図３では、ＭＥＭＳ２６とＡＳＩＣ３０は、配線支持部としての回路基板３２上の代わりに、配線支持部としてのリードフレーム３２上に支持されており、そのリードフレームには、接続ピン４０が形成されており、ＭＥＭＳ２６とＡＳＩＣ３０は、それらの接続ピンを介して、前記のコントローラ１８の回路と電気的に接続することができる。図３では、見易くするために、これらの接続ピンの中の全てが符号を付与されている訳ではない。
【００４２】
これらのＭＥＭＳ２６とＡＳＩＣ３０は、半田付け、接着及び／又は周知のＤＡＦテープなどのボンディングシートによって、リードフレーム３２上に固定することができる。この場合、電気的な接続は、固定部材及び／又は接続電線２８によって行なうことができ、見易くするために、それらの中の全ては符号を付与されている訳ではない。
【００４３】
それに代わって、或いはそれに追加して、この実施形態では、同じく走行動特性データ１６を検出する変換素子として、或いはそれに代わる、例えば、温度又はそれ以外の物理量を検出する変換素子として使用可能な別のＭＥＭＳ２６をＡＳＩＣ３０に搭載することができる。このリードフレームには、図示されていない手法で、例えば、受動部品などの別の電気部品を接続することもできる。
【００４４】
これらのＡＳＩＣ３０とＭＥＭＳ２６は、図３の図平面に向かって見て、電気シールド層４６としての役割を果たす、即ち、フュージョンセンサ１４の電磁適合性を向上させる金属層４６の上に搭載することができる。このようにして、一方における図４に図示された回路基板４８上の電子部品グループ全体と他方における電気シールド層４６を搭載することによって、フュージョンセンサ１４の電磁適合性を大幅に改善することができる。
【００４５】
上記の減結合材料３６を用いてＡＳＩＣ３０とＭＥＭＳ２６を包むため、及び／又はトランスファー成形材料３８を用いてそれらを封止するために、リードフレーム３２には、継手５０が形成されており、この包むプロセス及び／又は封止プロセスの間に、これらの継手の所でリードフレーム３２を機械的に固く保持することできる。
【００４６】
これらの継手５０が、トランスファー成形材料３８を通って外側までリードフレーム３２を貫通しているので、これらの継手は、湿気をＡＳＩＣ３０とＭＥＭＳ２６に到達させてしまう。この湿気の侵入を防止するために、継手５０には、前記のトランスファー成形材料３８を通って外側までリードフレーム３２を貫通する部分の横断面を低減する切欠き部５１が形成されている。それと同時に、トランスファー成形材料３８が、そのためＡＳＩＣ３０とＭＥＭＳ２６の封止部が、この切欠き部５１に係止されている。
【００４７】
この場合、個々の接続ピン４０は、この実施形態では、例えば、切れ込み５２として形成された係止部分を有し、そこでは、接続ピン４０が細くなっている。図３では、見易くするために、これらの切れ込み５２の全てが符号を付与されている訳ではない。接続ピン４０が後日トランスファー成形材料３８から引き出されることを防止するために、トランスファー成形材料３８によって、これらの切れ込み５２を取り囲むことができる。
【００４８】
更に、例えば、切れ込み５２として形成された係止部分は、熱膨張、振動等による接続ピン４０の動きをトランスファー成形材料３８内に制限しており、そのことは、例えば、そのようにして引き起こされる剪断力による接続電線２８又はその接続ピン４０との電気接続部の損傷を防止している。
【００４９】
図４には、完成したフュージョンセンサ１４が、回路基板４８上に搭載された形で図示されており、そこには、例えば、詳しく図示されていない手法でコントローラ１８を接続することができる。
【００５０】
図５に図示されている通り、例えば、封止材料として構成されたトランスファー成形材料３８のリードフレーム３２の上側５４から見た体積と下側５６から見た体積は、ＡＳＩＣ３０とＭＥＭＳ２６の体積を除いて、等しいか、或いは最大３０％互いに異なるようにすべきある。このようにして、不均衡な減量と低減された歪みが実現され、そのことは、鋳込まれたトランスファー成形材料３８の内部応力を小さくし、それにより、ＡＳＩＣ３０、ＭＥＭＳ２６及び接続電線の機械的な負荷を一層低減するか、それどころか防止する。
【００５１】
フュージョンセンサ１４を製造する際の工具からの取り出しを保証するために、少なくとも５°の取出傾斜５８を形成すべきであり、図５には、見易くするために、その中の一つだけが符号を付与されている。
【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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【国際調査報告】
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2016504769.tif 000011
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