(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、該回路基板に取り付けられた第１、第２の電子部品と、前記第１、第２の電子部品のうちの第２の電子部品を包囲し、回路基板に取り付けられた枠体とを有するとともに、該枠体は、外枠、及び該外枠内を複数の区画室に区画する内枠を備え、該内枠は、前記回路基板に向けて垂下させられる仕切り部を備え、該仕切り部は外枠より薄くされ、前記各区画室にゲル状の充填剤が充填されることを特徴とする電子部品ユニット。
【請求項２】
前記内枠に梁部が形成される請求項１に記載の電子部品ユニット。
【請求項３】
前記枠体は電波吸収材によって形成される請求項１に記載の電子部品ユニット。
【請求項４】
前記外枠と内枠との連結部分に接着剤を収容する接着剤収容部が形成される請求項１に記載の電子部品ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子制御装置においては、ケース内に回路基板が収容され、該回路基板に各種の電子部品が取り付けられ、ケースに挿入されて固着又は接着されたコネクタの端子と、前記回路基板の端子とが接続されて、電子部品ユニットが形成されるようになっている。そして、前記電子部品のうちの、各種の機能を備えたＩＣ、ＬＳＩ、マイクロコンピュータ等の素子は、チップとして形成される。
【０００３】
該チップのうちの所定のものは、例えば、樹脂によって封止されるとともに、プラスチック等のパッケージによって包囲されたパッケージチップとして形成され、該パッケージチップにおいては、電極パッドとパッケージのリードとがワイヤボンディングによって接続され、前記リードと回路基板の配線部とがはんだ等によって接続される。また、前記チップのうちの所定のものはベアチップとして形成され、該ベアチップにおいては、電極パッドと回路基板の配線部とがワイヤボンディングによって直接接続されるようになっている。この場合、ベアチップは、パッケージによって包囲されず、露出されるので、電子部品ユニットに外力、振動等が加わると、ベアチップが破損してしまう。また、ベアチップの表面積が小さいので、十分な放熱を行うことができない。
【０００４】
そこで、前記回路基板上においてベアチップの周囲を枠体によって囲み、該枠体内の所定の高さまでゲル状の充填（てん）剤を充填するようにしている。したがって、ベアチップが前記充填剤によって包囲されることになるので、電子部品ユニットが外力、振動等を受けてもベアチップが破損してしまうことがない。また、充填剤に熱が伝達されるので、十分な放熱を行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の電子部品ユニットにおいては、大きい衝撃が加わると、前記枠体内において充填剤が振動し、ワイヤボンディングが切断されることがある。
【０００６】
本発明は、前記従来の電子部品ユニットの問題点を解決して、大きい衝撃が加わってもワイヤボンディングが切断されることがない電子部品ユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電子部品ユニットにおいては、回路基板と、該回路基板に取り付けられた第１、第２の電子部品と、前記第１、第２の電子部品のうちの第２の電子部品を包囲し、回路基板に取り付けられた枠体とを有する。
【０００８】
そして、該枠体は、外枠、及び該外枠内を複数の区画室に区画する内枠を備え、該内枠は、前記回路基板に向けて垂下させられる仕切り部を備え、該仕切り部は外枠より薄くされる。
また、前記各区画室にゲル状の充填剤が充填される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態における枠体及びベアチップを示す平面図、図２は本発明の実施の形態における電子制御装置の概略図、図３は本発明の実施の形態における電子制御装置の断面図、図４は本発明の実施の形態における回路基板に枠体を取り付けた状態を示す斜視図、図５は図１のＸ−Ｘ断面図、図６は図１のＹ−Ｙ断面図である。なお、図４において、第３の内枠２９を中央から偏在させて配設した例を示す。
【００１５】
図において、３５はアルミダイキャスト製のケースであり、該ケース３５は、上面を開口させて形成された本体部３６及び図示されないカバーから成り、回路基板１６を収容する。前記本体部３６は、ケース３５を図示されない車両等における所定の部位に取り付けるためのフランジ３６ａを備える。
【００１６】
前記回路基板１６は、セラミック基板等の上に、図示されない回路パターンを導体によって印刷することにより形成される。そして、前記回路基板１６に各種の電子部品が取り付けられ、ケース３５に挿入されて固着又は接着されたコネクタ３８の端子４７と、前記回路基板１６の図示されない端子とがワイヤボンディング５３によって接続されて、電子回路が構成されるとともに、電子部品ユニット３０が形成される。この場合、前記端子４７と回路基板１６の端子との間で、各種の信号を送受信したり、電流を供給したりすることができる。
【００１７】
また、回路基板１６の下には、ヒートシンク１７が取り付けられ、前記電子部品において発生した熱をヒートシンク１７に伝達し、該ヒートシンク１７の下方に形成された複数のフィン１８によって大気中に放出することにより、放熱を行うことができる。
【００１８】
ところで、前記電子部品のうちの各種の機能を備えたＩＣ、ＬＳＩ、マイクロコンピュータ等の素子は、チップとして形成される。そして、該チップのうちの所定のものは、例えば、樹脂によって封止されるとともに、プラスチック等の図示されないパッケージによって包囲された第１の電子部品としてのパッケージチップｄとして形成される。該パッケージチップｄにおいては、図示されない電極パッドと前記パッケージのリードとが図示されないワイヤボンディングによって接続され、前記リードと回路基板１６の図示されない配線部とがはんだ等によって接続される。
【００１９】
また、前記チップのうちの所定のものは、第２の電子部品としてのベアチップｅとして形成され、該ベアチップｅにおいては、図示されない電極パッドと回路基板１６の配線部とがワイヤボンディング２１によって直接接続されるようになっている。なお、説明の便宜上、図２において、パッケージチップｄ及びベアチップｅは示されていない。
【００２０】
この場合、ベアチップｅは、パッケージによって包囲されず、露出されるので、電子部品ユニット３０に外力、振動等が加わると、ベアチップｅが破損してしまう。また、ベアチップｅの表面積が小さいので、十分な放熱を行うことができない。
【００２１】
そこで、前記回路基板１６に樹脂製の枠体２２を取り付け、該枠体２２によってベアチップｅを包囲し、枠体２２内の所定の高さまでシリコン樹脂、ウレタン等から成るゲル状の充填剤２３を充填するようにしている。
【００２２】
したがって、ベアチップｅが前記充填剤２３によって包囲されることになるので、電子部品ユニット３０が外力、振動等を受けてもベアチップｅが破損してしまうことがない。また、充填剤２３に熱が伝達されるので、充填剤２３を介して大気中に熱を放出したり、充填剤２３を介して回路基板１６及びヒートシンク１７に熱を伝達し、さらに、フィン１８を介して大気中に熱を放出したりすることができる。その結果、十分な放熱を行うことができる。なお、ケース３５内における前記枠体２２外にも、枠体２２とほぼ等しい高さまで、前記充填剤２３が充填される。
【００２３】
また、前記枠体２２を電波吸収材によって形成することができる。この場合、枠体２２、及び後述される第１、第２の内枠２７、２８によって電磁波を吸収することができるので、パッケージチップｄとベアチップｅとを枠体２２を介して隣接させて配設したり、各ベアチップｅを第１、第２の内枠２７、２８を介して近接させて配設したりしても、互いに電磁波による影響を抑制することができる。したがって、電子部品ユニット３０を小型化することができる。
【００２４】
また、前記枠体２２を銅等の金属から成る電波反射体によって形成することもできる。この場合、枠体２２、及び第１、第２の内枠２７、２８によって電磁波を反射（シールド）することができるので、パッケージチップｄとベアチップｅとを枠体２２を介して隣接させて配設したり、各ベアチップｅを第１、第２の内枠２７、２８を介して近接させて配設したりしても、互いに電磁波による影響を抑制することができる。したがって、枠体２２を金属にすることによって放熱性を向上させることができるとともに、電子部品ユニット３０を小型化することができる。なお、枠体２２として金属を使用した場合、枠体２２はアース接続（グラウンド）される。
【００２５】
次に、前記枠体２２について説明する。
【００２６】
該枠体２２は、射出成形等の成形方法によって一体に形成され、ほぼ矩（く）形の形状を有し、縦枠２４及び横枠２５から成る外枠２６、前記縦枠２４と平行に、かつ、互いに平行に形成された第１、第２の内枠２７、２８、並びに横枠２５と平行に、かつ、第１、第２の内枠２７、２８に対して直角の方向に架設された第３の内枠２９を備える。
【００２７】
そして、前記第１、第２の内枠２７、２８は、前記外枠２６における上端よりわずかに下方の部分において、各横枠２５間を連結して帯状に延在させられる梁部３１、及び該梁部３１から下方に、すなわち、回路基板１６に向けて垂下させられる仕切り部３２を備え、該仕切り部３２は外枠２６より薄くされる。また、前記第３の内枠２９は、前記外枠２６における上端よりわずかに下方の部分において、各縦枠２４間を連結して帯状に延在させられる梁部３３を備え、該梁部３３から下方に垂下させられる部分はない。そして、前記梁部３１、３３は同一平面上において格子状に形成され、梁部３１と梁部３３とが交差する部分にほぼ正方形（ひし形）の形状を有する交差部３４が形成される。
【００２８】
したがって、前記枠体２２を回路基板１６に取り付けたときに、前記仕切り部３２によって外枠２６内が三つの区画室４１〜４３に区画され、各区画室４１〜４３に前記充填剤２３が充填されることになる。この場合、各区画室４１〜４３は梁部３３の下方を抜けて延在させられるので、梁部３３の直下部分にもベアチップｅを配設することができる。したがって、その分電子部品ユニット３０を小型化することができる。
【００２９】
また、前記仕切り部３２によって外枠２６内が三つの区画室４１〜４３に区画されるので、電子部品ユニット３０に大きい衝撃が加わっても、前記枠体２２内において充填剤２３が振動するのを抑制することができる。したがって、ワイヤボンディング２１が切断されることがなくなる。
【００３０】
また、外枠２６内に第１〜第３の内枠２７〜２９が配設され、第１、第２の内枠２７、２８によって各横枠２５間が、第３の内枠２９によって各縦枠２４間が連結されるだけでなく、第１〜第３の内枠２７〜２９に梁部３１、３３が形成されるので、枠体２２自体の強度及び剛性を向上させることができる。したがって、電子部品ユニット３０に外力、振動等が加えられても、枠体２２自体が振動するのを抑制することができるので、枠体２２内において充填剤２３が振動するのを一層抑制することができる。
【００３１】
また、前記仕切り部３２は外枠２６より薄くされるので、ベアチップｅを配設するのに必要なスペースを確保することができる。したがって、電子部品ユニット３０をその分小型化することができる。
【００３２】
ところで、回路基板１６に取り付けられる各ベアチップｅの寸法が異なる場合、各ベアチップｅの取り付けられる位置が回路基板１６上において偏在している場合等においては、第１、第２の内枠２７、２８を形成する位置を変更し、各区画室４１〜４３の寸法を異ならせる必要がある。その場合、枠体２２を回路基板１６に取り付けるに当たり、回路基板１６に対する枠体２２の向きが決まるので、向きを誤って取り付けると、仕切り部３２がベアチップｅに当たり、ベアチップｅを傷つけてしまう。そこで、前記外枠２６における一つのコーナにテーパ部４５が形成され、該テーパ部４５を識別手段として利用して、テーパ部４５を所定の位置に置いた状態で枠体２２を取り付けるようにしている。したがって、枠体２２の向きを誤って取り付けることがなくなるので、ベアチップｅを傷つけることがなくなる。
【００３３】
ところで、前記枠体２２は所定の接着剤によって回路基板１６に固定される。この場合、外枠２６及び第１、第２の内枠２７、２８の下面に接着剤を塗布して外枠２６及び第１、第２の内枠２７、２８を回路基板１６に固定すると、接着剤が各仕切り部３２の下端からはみ出してしまう。
【００３４】
そこで、外枠２６の下面だけに接着剤を塗布して、外枠２６だけを回路基板１６に固定し、第１、第２の内枠２７、２８の下面には接着剤を塗布せず、第１、第２の内枠２７、２８を回路基板１６に固定しないようにしている。したがって、接着剤が各仕切り部３２の下端からはみ出すことがなくなるので、ベアチップｅを配設するのに必要なスペースを確保することができる。その結果、電子部品ユニット３０をその分小型化することができる。
【００３５】
また、第１、第２の内枠２７、２８における外枠２６との連結部分、すなわち、仕切り部３２の両端部分における下端に、区画室４１、４２間、及び区画室４２、４３間を連通させる接着剤収容部としての切欠５１が形成される。したがって、外枠２６を回路基板１６に固定するのに伴って、外枠２６と第１、第２の内枠２７、２８との連結部分において、外枠２６の下面に塗布された接着剤が外枠２６の下端からはみ出したときに、はみ出した接着剤を前記切欠５１によって収容することができる。その結果、外枠２６の下端からはみ出した接着剤が、更に第１、第２の内枠２７、２８に沿って広がったり、第１、第２の内枠２７、２８の下端からはみ出したりすることはない。
【００３６】
したがって、ベアチップｅを配設するのに必要なスペースを確保することができる。その結果、電子部品ユニット３０をその分小型化することができる。
【００３７】
本実施の形態においては、仕切り部３２の両端部分における下端に切欠５１が形成されるようになっているが、切欠５１に代えて凹部を形成することもできる。
【００３８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電子部品ユニットにおいては、回路基板と、該回路基板に取り付けられた第１、第２の電子部品と、前記第１、第２の電子部品のうちの第２の電子部品を包囲し、回路基板に取り付けられた枠体とを有する。
【００４０】
そして、該枠体は、外枠、及び該外枠内を複数の区画室に区画する内枠を備え、該内枠は、前記回路基板に向けて垂下させられる仕切り部を備え、該仕切り部は外枠より薄くされる。
また、前記各区画室にゲル状の充填剤が充填される。
【００４１】
この場合、第２の電子部品が充填剤によって包囲されることになるので、電子部品ユニットが外力、振動等を受けても第２の電子部品が破損してしまうことがない。また、充填剤に熱が伝達されるので、充填剤を介して大気中に熱を放出することができる。その結果、十分な放熱を行うことができる。
【００４２】
そして、外枠内が複数の区画室に区画されるので、電子部品ユニットに大きい衝撃が加わっても、前記枠体内において充填剤が振動するのを抑制することができる。したがって、ワイヤボンディングが切断されることがなくなる。
【００４３】
また、外枠内に内枠が配設されるので、枠体自体の強度及び剛性を向上させることができる。したがって、電子部品ユニットに外力、振動等が加えられても、枠体自体が振動するのを抑制することができるので、枠体内において充填剤が振動するのを一層抑制することができる。
【００４４】
さらに、仕切り部は外枠より薄くされるので、第２の電子部品を配設するのに必要なスペースを確保することができる。したがって、電子部品ユニットをその分小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における枠体及びベアチップを示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における電子制御装置の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態における電子制御装置の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における回路基板に枠体を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図５】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】図１のＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
１６    回路基板
２２    枠体
２３    充填剤
２６    外枠
２７〜２９    第１〜第３の内枠
３０    電子部品ユニット
３１、３３    梁部
３２    仕切り部
４１〜４３    区画室
５１    切欠
ｄ    パッケージチップ
ｅ    ベアチップ
【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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