DE112015005933T5

DE112015005933T5 - Elektronische Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112015005933T5
Application number: DE112015005933.4T
Authority: DE
Inventors: Tomishige Yatsugi; Masao Fujimoto
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2017-10-19
Also published as: CN107113962A; CN107113962B; JP6497942B2; KR20170081242A; JP2016131164A; US10251271B2; US20180007787A1; WO2016113945A1; KR102076893B1

Abstract

Ein Spannungsminderungsbereich, in dem eine vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen angeordnet ist, die eine Verdrahtung durchdringt, ist in einer Nähe eines Verbindungsabschnitts eines elektronischen Bauelements ausgebildet, über den das elektronische Bauelement mit einem elektrisch leitfähigen Haftmittel mit der Verdrahtung verbunden ist. Dementsprechend werden selbst dann, wenn eine Spannung aufgrund einer Wärme in der Verdrahtung erzeugt wird, die Spannungsminderungsöffnungen so verformt, dass die Spannung gering wird, die auf das elektrisch leitfähige Haftmittel ausgeübt wird, und eine Erzeugung von Rissen in dem elektrisch leitfähigen Haftmittel unterbunden werden kann. Darüber hinaus sind die Spannungsminderungsöffnungen kreisförmig gestaltet, so dass Konzentrationen eines Stroms und der Spannung verringert werden können und die Erzeugung der Risse in der Verdrahtung unterbunden werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuervorrichtung und bezieht sich im Besonderen auf eine elektronische Steuervorrichtung, in der ein elektronisches Bauelement auf einer Oberfläche eines Metallsubstrats montiert ist.
Hintergrund der Technik
In einer elektronischen Schaltung, in der Bauelemente vom Oberflächenmontagetyp montiert werden, wird das elektronische Bauelement wie zum Beispiel ein Chip-Widerstand, ein Chip-Kondensator oder dergleichen so montiert, dass es über eine Mehrzahl von elektrischen Verdrahtungen hinausgeht (sich dazwischen erstreckt). Folglich ist es wichtig, eine Zuverlässigkeit der Montage durch Erhöhen einer Beständigkeit eines elektrisch leitfähigen Haftmittels wie zum Beispiel eines Lots, eines leitfähigen Harzes oder dergleichen zu erhöhen, das bei einem Verbinden des Chip-Widerstands oder des Chip-Kondensators mit einer jeweiligen elektrischen Verdrahtung verwendet wird. Im Besonderen wenn der Chip-Kondensator oder der Chip-Widerstand auf dem Metallsubstrat montiert wird, das eine höhere Wärmeausdehnungsgeschwindigkeit aufweist, ist es wichtig, die Zuverlässigkeit der Montage zu verbessern.
In der letzten Zeit werden, um die Oberflächenmontage umzusetzen, die eine Miniaturisierung und eine Arbeitseinsparung während der Montage ermöglicht, verschiedene Typen von Leiterplatten verwendet, und es sind elektronische Schaltungen verwendet worden, bei denen verschiedene Typen von zur Oberflächenmontage vorgesehenen Bauelementen auf solchen Leiterplatten montiert werden, wie sie oben beschrieben worden sind. Im Besonderen sind als Leiterplatten, auf denen elektronische Bauelemente montiert werden, die Eigenschaften einer großen Wärmeerzeugung aufweisen, Metallsubstrate so verwendet worden, dass isolierende Schichten, auf die isolierende Materialien wie zum Beispiel Epoxidharze oder dergleichen beschichtet werden, auf den Metallsubstraten angeordnet werden und Kupferfolien-Schaltungsmuster auf diesen isolierenden Schichten angeordnet werden.
Im Übrigen hat eine starke industrielle Nachfrage danach stattgefunden, dass an einem Fahrzeug montierte elektronische Ausrüstung innerhalb eines Motorraums einzubauen ist, wie auch, dass die Ausrüstung zu miniaturisieren ist und Platz einzusparen ist.
Da der Verbrennungsmotor in dem Motorraum untergebracht ist, herrschen raue Bedingungen insofern, als eine hohe Temperatur herrscht und starke Temperaturschwankungen stattfinden. Folglich werden Leiterplatten benötigt, die eine überlegene Wärmeableitungseigenschaft und eine hohe langfristige Zuverlässigkeit aufweisen.
In Schaltungen auf den Metallsubstraten werden verschiedene Arten von elektronischen Bauelementen über elektrisch leitfähige Haftmittel wie zum Beispiel Lote, elektrisch leitfähige Harze oder dergleichen verbunden. Wenn sie jedoch bei einer tatsächlichen Verwendung über einen langen Zeitraum hinweg einer Wiederholung eines Temperaturanstiegs und eines Temperaturabfalls (= einem Wärmezyklus) ausgesetzt sind, werden häufig Risse in den elektronisch leitfähigen Haftmitteln selbst oder in Verbindungsabschnitten zwischen den elektrisch leitfähigen Haftmitteln und den Verdrahtungen erzeugt. Infolgedessen gehen elektrische Verbindungen zwischen Chip-Widerständen oder Chip-Kondensatorelektroden verloren, oder es kommt zu einem Problem, dass Wärmeleitungswege unterbrochen werden, die von Bauelementen erzeugt werden.
Im Besonderen aufgrund einer thermischen (Wärme-)Ableitungseigenschaft oder aus einem wirtschaftlichen Grund bestehen zahlreiche Fälle, in denen Aluminiumplatten als Metallsubstrate verwendet werden. Es ist zu beachten, dass abhängig von der Situation bisweilen Kupferplatten als Metallsubstrate verwendet werden. Da jedoch eine Differenz in einer Wärmeausdehnungsgeschwindigkeit zwischen den Metallsubstraten und den elektronischen Bauelementen, im Besonderen zwischen den Metallsubstraten und keramischen Bauelementen wie zum Beispiel Chip-Widerständen und Chip-Kondensatoren groß ist, wird das oben beschriebene Problem besonders leicht erzeugt.
Um das Problem zu lösen, dass die Risse in den elektrisch leitfähigen Haftmitteln selbst wie zum Beispiel in Loten oder elektrisch leitfähigen Harzen oder dergleichen zum Befestigen der elektronischen Bauelemente oder in den Verbindungsabschnitten zwischen den elektrisch leitfähigen Abschnitten und zwischen den elektrisch leitfähigen Haftmitteln und den Verdrahtungen erzeugt werden, ist zum Beispiel in einer japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2008-072.065 (Patentdokument 1) ein solcher Oberflächenmontageaufbau vorgeschlagen worden, dass der Aufbau aufweist: ein für den Zweck der Oberflächenmontage vorgesehenes elektronisches Bauelement, das Elektroden an beiden Endteilabschnitten des elektronischen Bauelements in einer Längsrichtung aufweist; eine Kontaktfläche, die über ein Lot mit einer der Elektroden verbunden ist; eine Verdrahtung, deren Breite einer Seite, mit der die Verdrahtung verbunden wird, kürzer als eine Länge des zur Oberflächenmontage vorgesehenen elektronischen Bauelements in einer kürzeren Richtung ist; und ein festes Muster, das eine längere Breite einer Seite, mit der die Verdrahtung verbunden wird, als eine Länge des zur Oberflächenmontage vorgesehen elektronischen Bauelements aufweist.
Gemäß diesem Patentdokument 1 kann, da es sich bei dem zur Oberflächenmontage vorgesehenen Substrat um einen Aufbau handelt, bei dem das feste Muster mithilfe der Verdrahtung, die eine geringere Breite als das zum Zweck der Oberflächenmontage vorgesehene elektronische Bauelement oder das feste Muster aufweist, mit der Kontaktfläche verbunden wird, eine Spannung, die auf das Lot/die Lote aufgrund einer Ausdehnung oder Schrumpfung jedes Elements wie zum Beispiel des zur Oberflächenmontage vorgesehenen elektronischen Bauelements und des festen Musters ausgeübt wird, in der Verdrahtung, deren Breite gering ist, absorbiert werden, und die Erzeugung der Risse aufgrund der Wärmespannung des Lots/der Lote kann unterbunden werden.
Vorveröffentlichtes Dokument

Patentdokument 1: Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2008-072.065

Offenbarung der Erfindung
Im Übrigen werden die Verdrahtungen in dem Patentdokument 1 dünn gestaltet, um die Risse in den Loten aufgrund der Wärmespannung der Lote nicht zu erzeugen. In manchen Fällen können die Verdrahtungen nicht dünn gestaltet werden. Beispielsweise werden elektronische Bauelemente wie Chip-Kondensatoren in vielen Fällen so angeordnet, dass sie sich zwischen einer Stromversorgungsverdrahtung und einer Masseverdrahtung erstrecken und es erforderlich ist, Breiten von Verdrahtungen dick zu gestalten und sie auszuziehen. Daher kann das Verringern der Dicke der Verdrahtungen dieser Situation nicht gerecht werden. Folglich besteht eine große Nachfrage danach, die Wärmespannung sogar in den dicken Verdrahtungen zu verringern, um die Erzeugung der Risse in den elektrisch leitfähigen Haftmitteln selbst oder in Verbindungsabschnitten zwischen den elektrisch leitfähigen Haftmitteln und den Verdrahtungen zu unterbinden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektronische Steuervorrichtung bereitzustellen, die einen neuartigen Verdrahtungsaufbau aufweist, bei dem es schwierig ist, Risse zu erzeugen, selbst wenn eine Wärmespannung von einer Verdrahtung auf ein elektrisch leitfähiges Haftmittel in einem Fall ausgeübt wird, in dem das elektronische Bauelement mit dem elektrisch leitfähigen Haftmittel mit einer dicken Verdrahtung verbunden wird.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Spannungsminderungsbereich, in dem eine vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen eine Verdrahtung durchdringt, in der Nähe eines Verbindungsabschnitts des elektronischen Bauelements ausgebildet ist, über den das elektronische Bauelement mit dem elektrisch leitfähigen Haftmittel mit der Verdrahtung verbunden ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden selbst dann, wenn die Wärmespannung (aufgrund der Wärme) in der Verdrahtung erzeugt wird, die Spannungsminderungsöffnungen so verformt, dass die Spannung vermindert wird, die auf das elektrisch leitfähige Haftmittel ausgeübt wird, und die Erzeugung von Rissen in dem elektrisch leitfähigen Haftmittel unterbunden werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine Querschnittansicht dar, die einen Querschnitt eines Verdrahtungsabschnitts, mit dem die Verdrahtung verbunden ist, darstellt, wobei ein elektronisches Bauelement auf dem Metallsubstrat montiert ist.
2 stellt eine Ansicht einer oberen Fläche des Verdrahtungsabschnitts, mit dem die Verdrahtung verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement auf einem Metallsubstrat montiert ist, in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
3 stellt eine Ansicht einer oberen Fläche des Verdrahtungsabschnitts, mit dem die Verdrahtung verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement auf dem Metallsubstrat montiert ist, in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
4 stellt eine Ansicht einer oberen Fläche des Verdrahtungsabschnitts, mit dem die Verdrahtung verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement auf dem Metallsubstrat montiert ist, in einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
5 stellt eine Ansicht einer oberen Fläche des Verdrahtungsabschnitts, mit dem die Verdrahtung verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement auf dem Metallsubstrat montiert ist, in einer vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
6 stellt eine Ansicht einer oberen Fläche des Verdrahtungsabschnitts, mit dem die Verdrahtung verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement auf dem Metallsubstrat montiert ist, in einer fünften bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
7 stellt eine Ansicht einer oberen Fläche des Verdrahtungsabschnitts, mit dem die Verdrahtung verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement auf dem Metallsubstrat montiert ist, in einer Modifizierung der fünften bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
8 stellt eine Ansicht einer oberen Fläche des Verdrahtungsabschnitts, mit dem die Verdrahtung verbunden ist, wobei das elektronische Bauelement auf dem Metallsubstrat montiert ist, nach dem Stand der Technik ausgeführt dar.
Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung
Im Folgenden wird die ausführliche Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen. Verschiedene Modifizierungen und Anwendungsbeispiele sind in einem Umfang der vorliegenden Erfindung ohne eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung auf die im Folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beinhaltet.
1 stellt einen Montagezustand dar, in dem ein Chip-Kondensator auf einem Metallsubstrat montiert ist und mit jeweiligen Verdrahtungen, sich zwischen den Verdrahtungen erstreckend, verbunden ist. In einem Fall, in dem der Chip-Kondensator verwendet wird, bestehen zahlreiche Fälle, in denen der Chip-Kondensator so angeordnet ist, dass er sich zwischen einer Stromversorgungsverdrahtung und einer Masseverdrahtung erstreckt. Folglich wird eine Breite jeder der Verdrahtungen dick gestaltet, und jede der Verdrahtungen wird ausgezogen.
In 1 ist ein Metallsubstrat 10 aus Aluminium hergestellt, und eine isolierende Überzugsschicht 11 ist auf einem oberen Teil des Metallsubstrats 10 ausgebildet. Ein Verdrahtungsmuster, das eine Kupferfolie aufweist, ist auf einem oberen Teil der isolierenden Überzugsschicht 11 ausgebildet. In 1 sind eine erste Verdrahtung 12 (eine Stromversorgungsseite) und eine zweite Verdrahtung 13 (eine Masseseite) ausgebildet. Die erste Verdrahtung 12 und die zweite Verdrahtung 13 sind über den Chip-Kondensator 14 elektrisch miteinander verbunden. Die erste Verdrahtung 12 ist an einem ersten Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 über ein Lot 15A mit einer von Elektroden des Chip-Kondensators 14 verbunden, und die zweite Verdrahtung 13 ist an einem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 über ein Lot 16A mit der anderen Elektrode des Chip-Kondensators 14 verbunden.
Anschließend wird bewirkt, dass ein Strom in den Chip-Kondensator 14 von zum Beispiel der ersten Verdrahtung 12 zu dem Chip-Kondensator 14 über den ersten Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 fließt, und es wird bewirkt, dass der Strom aus dem Chip-Kondensator 14 über den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 zu der zweiten Verdrahtung 13 fließt. Da eine solche Art eines Aufbaus, wie er oben beschrieben worden ist, allgemein bekannt ist, wird eine ausführlichere Erläuterung hierin weggelassen.
Bei einem solchen Verdrahtungsaufbau, wie er oben beschrieben worden ist, werden, wie in 8 dargestellt, herkömmlich ein erster Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 und ein zweiter Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 an einem mittigen Teilabschnitt einer Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 12 und an einem mittigen Teilabschnitt einer Endfläche E2 der zweiten Verdrahtung 13 ausgebildet. Anschließend wird der Chip-Kondensator 14 so mit dem ersten Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 und dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 verbunden, dass er sich zwischen der ersten Verdrahtung 12 und der zweiten Verdrahtung 13 erstreckt. Bei der ersten und der zweiten Verdrahtung 12, 13 handelt es sich jeweils um eine feste Verdrahtung, die aus Kupferfolie hergestellt ist.
Bei einem solchen herkömmlichen Verdrahtungsaufbau, wie er oben beschrieben worden ist, wie in 1 und 8 dargestellt, wird das Metallsubstrat 10 mit steigender Temperatur in einer Richtung einer Pfeilmarkierung B ausgedehnt. Dementsprechend werden die erste Verdrahtung 12 und die zweite Verdrahtung 13 und das Lot 15A des Kontaktflächen-Teilabschnitts 15, der darauf montiert ist, und das Lot 16A des Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 in einer Richtung einer Pfeilmarkierung P verlagert. Da der Chip-Kondensator 14 ein keramisches Bauelement ist, ist demgegenüber ein Maß der Ausdehnung geringer als bei dem Metallsubstrat 10. Wie in 8 dargestellt, ist folglich eine Spannung T (eine Zugkraft) einer Schrumpfung geringer als bei dem Metallsubstrat 10. Folglich erzeugen die erste Verdrahtung 12 und die zweite Verdrahtung 13 die Spannung (eine Druckkraft) so, dass die erste Verdrahtung 12 und die zweite Verdrahtung 13 gegeneinander gedrückt werden.
Wenn die Temperatur sinkt, wird das Metallsubstrat 10 demgegenüber in eine Richtung, die der Richtung der Pfeilmarkierungen B entgegengesetzt ist, geschrumpft. Dementsprechend werden die erste und die zweite Verdrahtung 12, 13, das Lot 15A des Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 und das Lot 16A des Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 in die Richtung, die der Richtung der Pfeilmarkierung P entgegengesetzt ist, verlagert. Da der Chip-Kondensator 14 ein keramisches Bauelement ist, ist demgegenüber ein Maß der Ausdehnung geringer als bei dem Metallsubstrat 10. Wie in 8 dargestellt, ist folglich eine Spannung T (eine Zugkraft) einer Schrumpfung geringer als bei dem Metallsubstrat 10. Folglich erzeugen die erste Verdrahtung 12 und die zweite Verdrahtung 13 die Spannung (eine Druckkraft) so, dass die erste Verdrahtung 12 und die zweite Verdrahtung 13 gegeneinander gedrückt werden.
Wenn eine sich wiederholende Spannung zwischen dem Lot 15A des Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 und dem Chip-Kondensator 14 ausgeübt wird, besteht folglich eine Möglichkeit, dass Risse in den Loten 15A, 16A erzeugt werden. Dementsprechend entsteht ein Problem, dass eine elektrische Verbindung zwischen den Chip-Kondensator- oder den Chip-Widerstandselektroden und der Leiterplattenverdrahtung verloren geht oder dass Wärmeleitungswege unterbrochen werden, die von elektronischen Bauelementen erzeugt werden.
Um ein solches Problem zu lösen, wie es oben beschrieben worden ist, wird ein Spannungsminderungsbereich, der eine vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen aufweist, in einem Verdrahtungsbereich ausgebildet, der sich in der Nähe eines Verbindungsabschnitts eines elektronischen Bauelements zu einer Verdrahtung mit einem elektrisch leitfähigen Haftmittel befindet. Selbst wenn die Spannung aufgrund der Wärme erzeugt wird, werden die Spannungsminderungsöffnungen dementsprechend verformt, und die Spannung, die auf das elektrisch leitfähige Haftmittel ausgeübt wird, wird gering, so dass die Risse oder dergleichen unterbunden werden können, die in dem elektrisch leitfähigen Haftmittel eines entsprechenden elektronischen Bauelements erzeugt werden.
Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Bezugszeichen, die mit den in 1 beschriebenen Bezugszeichen übereinstimmen, bezeichnen die gleichen Bestandteile.
Ausführungsform 1
2 stellt eine Ansicht einer oberen Fläche dar, die einen Verdrahtungsaufbau in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei ein Merkmal dergestalt ist, dass ein Spannungsminderungsbereich, der eine vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen aufweist, in einer Umgebung eines Kontaktflächen-Teilabschnitts ausgebildet ist.
In 1 und 2 ist ein Verdrahtungsmuster, das aus einer Kupferfolie hergestellt ist, auf einem oberen Teil der isolierenden Überzugsschicht 11 des Metallsubstrats 10 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform sind eine erste Verdrahtung 17 (eine Stromversorgungsseite) und eine zweite Verdrahtung 18 (eine Masseseite) ausgebildet. Der Chip-Kondensator 14 dient dazu, die erste Verdrahtung 17 und die zweite Verdrahtung 18 elektrisch miteinander zu verbinden.
Das Lot 15A dient dazu, an einem ersten Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 die erste Verdrahtung 17 und eine von Elektroden des Chip-Kondensators 14 zu verbinden, und das Lot 16A dient dazu, an einem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 die zweite Verdrahtung 13 und die andere Elektrode des Chip-Kondensators 14 zu verbinden.
Darüber hinaus ist eine Breite L jeder Verdrahtung 17, 18 doppelt so groß wie oder größer als eine Breite W des Chip-Kondensators 14. Ein erster Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 und ein zweiter Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 sind an einem mittigen Teilabschnitt einer Endfläche E1, E2 jeder der ersten und der zweiten Verdrahtung 17, 18 ausgebildet. Die Lote 15A, 16A sind auf diesen Kontaktflächen-Teilabschnitten 15, 16 angeordnet.
Eine vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen 19-1, 19-2 ist in einem von Spannungsminderungsbereichen G ausgebildet, der in der Nähe des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 der zweiten Verdrahtung 18 platziert ist. Insgesamt vier von zwei etwa quadratisch geformten, rechteckigen Spannungsminderungsöffnungen 19-1 und zwei länglichen, rechteckigen Spannungsminderungsöffnungen 19-2 sind in dem Spannungsminderungsbereich G ausgebildet und sind so angeordnet, dass sie den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 in einem Bereich des Spannungsminderungsbereichs G umschließen. Darüber hinaus ist der zweite Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 in der Nähe (bündig mit) der Endfläche E2 der zweiten Verdrahtung 18 angeordnet.
Bei einem solchen Aufbau, wie er oben beschrieben worden ist, wird zum Beispiel eine Zugspannung T, wie in 8 dargestellt, auf den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 ausgeübt, wenn die Temperatur hoch wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Spannungsminderungsöffnungen 19-1, 19-2 entlang der Richtung der Zugspannung T verformt. Wenn die Spannungsminderungsöffnungen 19-1, 19-2 verformt werden, wird die Zugspannung, die auf den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 ausgeübt wird, verringert. Folglich wird keine große Zugspannung T auf das Lot 16A des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ausgeübt. Ein Ausmaß eines Fortschreitens der Risse, die aufgrund des Wärmezyklus in dem Lot 16A erzeugt wird, kann verringert werden.
Darüber hinaus tritt auf dieselbe Weise ein Fall auf, in dem bei fallender Temperatur eine Druckspannung erzeugt wird. Die Spannungsminderungsöffnungen 19-1, 19-2 werden entlang einer Druckrichtung verformt. Auf diese Weise kann das Ausmaß des Fortschreitens der Risse, die in dem Lot 16A erzeugt werden, verringert werden. Selbst wenn die Zugspannung und die Druckspannung aufgrund des Wärmezyklus wiederholt werden und auf den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 ausgeübt werden, kann die Spannung folglich verringert werden. Im Vergleich mit dem in 8 dargestellten herkömmlichen Fall kann das Ausmaß der Erzeugung der Risse erheblich verringert werden.
Eine Größe der Spannungsminderungsöffnungen 19-1 wird für zumindest eine oder mehrere Spannungsminderungsöffnungen 19-1 so festgelegt, dass sie innerhalb eines Bereichs einer Breite W innerhalb des Spannungsminderungsbereichs G einer sich auf einer Linie erstreckenden Breite W des Chip-Kondensators 14 positioniert sind. Auf diese Weise kann eine Spannung einer Position, die der Breite W des Chip-Kondensators 14 entspricht, wirksam verringert werden. Bei dieser Ausführungsform werden zwei Spannungsminderungsöffnungen 19-1 bereitgestellt.
Wie in 2 dargestellt, werden darüber hinaus, da die Seite der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 an dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 einer Stelle, an der ein Anschlussteilabschnitt des Chip-Kondensators 14 montiert ist, ein Lot 16A mit einer geringen Dicke aufweist, in einem Eckteilabschnitt des Lots 16A auf der Seite der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 leicht Risse erzeugt. Daher werden die länglichen Spannungsminderungsöffnungen 19-2 jeweils auf Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgebildet. Folglich werden die länglichen Spannungsminderungsöffnungen 19-2 jeweils auf Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgebildet. Auf diese Weise wird die Spannung, die auf die Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgeübt wird, so verringert, dass das Ausmaß des Fortschreitens der Risse, die in dem Lot 16A erzeugt werden, verringert werden kann.
Des Weiteren besteht eine Tendenz, dass sich die Spannung leicht auf Eckteilabschnitte von Seiten von Endflächen einer Kehle des Lots 16A auf einer der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 gegenüberliegenden Seite konzentriert. Infolgedessen sind bei dieser Ausführungsform die Spannungsminderungsöffnungen 19-2 an Stellen positioniert, die diesen Eckteilabschnitten nahe gelegen (in deren Nähe) sind.
Es ist zu beachten, dass es erforderlich ist, dass der Spannungsminderungsbereich G in der Nähe des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 platziert wird. Wenn ein bestimmter Abstand von dem Spannungsminderungsbereich G zu dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 bereitgestellt wird, wird die Spannung, die in der Verdrahtung erzeugt wird, die zwischen dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 und dem Spannungsminderungsbereich G platziert ist, ohne Verringerung der Spannung auf das Lot 16A des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 ausgeübt. Folglich kann bei dieser Ausführungsform eine ausreichende Spannungsminderungswirkung erzielt werden, wenn ein Abstand von der Endfläche des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 zu einer Mitte jeder Spannungsminderungsöffnung 19-1, 19-2 kürzer als eine Breite W einer Linie ist, zu der sich die Breite W des Chip-Kondensators 14 innerhalb des Spannungsminderungsbereichs G erstreckt. Zusammengefasst können die Spannungsminderungsöffnungen 19-1, 19-2 an Positionen angeordnet werden, an denen die Spannung, die auf das Lot 16A ausgeübt wird, im Hinblick auf die Konstruktion zugelassen werden kann.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Spannungsminderungsbereich G in der zweiten Verdrahtung 18 auf der Seite des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ausgebildet. Es versteht sich, dass, wie mit gepunkteten Linien von 2 dargestellt, ein Spannungsminderungsbereich G in der ersten Verdrahtung 17 auf der Seite des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 ausgebildet sein kann. Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem die Position, an der der Kontaktflächen-Teilabschnitt ausgebildet ist, nicht an der Position wie bei dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 platziert ist, die Anordnungsposition der Spannungsminderungsöffnungen eine andere ist. In einem Fall, in dem, wie aus dem Fall des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 in 2 zu ersehen ist, der Kontaktflächen-Teilabschnitt auf einer tieferen Seite als die Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 17 positioniert ist, wird ein bestimmter Abstand zwischen dem ersten Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 und der Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 17 bereitgestellt, folglich werden Endflächen-Eckteilabschnitte auf der Seite der Endfläche E1 des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 an diesem Abschnitt positioniert. Folglich wird die Spannung auf diesen Abschnitt konzentriert.
Daher wird bei dieser Ausführungsform jede Spannungsminderungsöffnung 19-2 in die Nähe der Seite der Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 17 gebracht. Wenn die Spannungsminderungsöffnungen 19-2 lang gestaltet werden, können die Spannungsminderungsöffnungen 19-2 sich dem Endflächen-Eckteilabschnitt des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 annähern. Wenn die Längen dieser Öffnungen 19-2 größer als erforderlich gestaltet werden, wird eine Fläche eines Stromflusses in der ersten Verdrahtung 17 klein, und dementsprechend entsteht ein Problem, dass ein Widerstand und eine Induktivität hoch (groß) werden.
Daher werden die Spannungsminderungsöffnungen 19-2 ohne eine Modifizierung von Formen der Spannungsminderungsöffnungen 19-2 in der Nähe der Endflächen-Eckteilabschnitte auf der Seite E1 der Endfläche des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 gestaltet.
Wenn die Spannungsminderungsöffnungen 19-2 in der Nähe der Endflächen-Eckteilabschnitte der Seite der Endfläche E1 des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 gestaltet werden, der Endflächen-Eckteilabschnitt, der sich auf der gegenüberliegenden Seite zu der Seite der Endfläche E1 des Chip-Kondensators 14 befindet, und die Spannungsminderungsöffnung, die der Seite der Endfläche E1 der Kehle des Lots 15A des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 entspricht, beseitigt werden, werden andererseits neue Spannungsminderungsöffnungen 19-3 ausgebildet. Die Spannungsminderungsöffnungen 19-3 sind an Positionen angeordnet, die Endflächen-Eckteilabschnitten entsprechen, die sich auf einer Seite gegenüber dem Endflächen-Eckteilabschnitt des Chip-Kondensators 14 und der Seite der Endfläche E1 des Lots 15A des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 befinden.
Auf diese Weise wird gemäß der ersten Ausführungsform der Spannungsminderungsbereich, in dem eine vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen bereitgestellt wird, die die Verdrahtung durchdringt, in der Nähe des Verbindungsbereichs ausgebildet, der durch das Lot mit der Verdrahtung verbunden ist.
Dementsprechend wird, selbst wenn die Spannung aufgrund der Wärme in der Verdrahtung erzeugt wird, die Spannung, die auf das elektrisch leitfähige Haftmittel ausgeübt wird, aufgrund der Verformung der Spannungsminderungsöffnungen gering, so dass die Erzeugung der Risse in dem/den elektrisch leitfähigen Mittel(n) des elektronischen Bauelements (der elektronischen Bauelemente) unterbunden werden kann.
Es ist zu beachten, dass die Konzentration der Spannung verringert werden kann, indem geeignete Bögen oder Abschrägungs-Teilabschnitte der Eckteilabschnitte der Spannungsminderungsöffnungen 19-1 bis 19-2 bereitgestellt werden. Auf diese Weise wird die Möglichkeit einer Erzeugung der Risse oder dergleichen weiter verringert, und die Zuverlässigkeit der Leiterplatte (des Substrats) im Hinblick auf den Wärmezyklus kann verringert sein.
Ausführungsform 2
Als Nächstes wird der Verdrahtungsaufbau bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese Ausführungsform stimmt mit der ersten Ausführungsform darin überein, dass die vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen in der Umgebung der jeweiligen Kontaktflächen-Teilabschnitte ausgebildet ist. Wenngleich die Spannungsminderungsöffnungen in der ersten Ausführungsform rechteckig sind, sind jedoch in der zweiten Ausführungsform sämtliche Spannungsminderungsöffnungen vollständig bogenförmig. Dies ist ein Unterscheidungspunkt gegenüber der ersten Ausführungsform und macht diesen Unterscheidungspunkt zu einem Merkmal der zweiten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass es sich bei denselben Bezugszeichen wie denjenigen, die in der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind, um dieselben Bestandteile des Aufbaus (gleiche, entsprechende Elemente) handelt.
Wenngleich die vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen in der ersten Ausführungsform in der Umgebung jedes der Kontaktflächen-Teilabschnitte ausgebildet ist, sind deren Formen rechteckig. Daher sind zahlreiche Eckteilabschnitte innerhalb der Verdrahtung ausgebildet, da die Spannungsminderungsöffnungen die Verdrahtung durchdringen. Daher wird eine große Anzahl der Konzentrationen von Strömen erzeugt, die durch die Verdrahtungen fließen, und die Induktivitäten aufgrund der Verdrahtungen, die Teil der Schaltungen sind, werden erhöht. Auf diese Weise wird eine Wirkung der Breiten der Verdrahtungen verringert. Besonders in einem Fall, in dem die Chip-Kondensatoren verwendet werden, besteht der Zweck des Bereitstellens der Chip-Kondensatoren darin, dass Impedanzen zwischen den Verdrahtungen verringert werden und es erforderlich ist, den Einfluss eines Erhöhens der Induktivitäten zu verringern.
Darüber hinaus wiederholen die Verdrahtungen Ausdehnungen und Schrumpfungen entsprechend den Ausdehnungen und Schrumpfungen des Metallsubstrats. Folglich werden die Spannungen auf die Eckteilabschnitte der rechteckigen Spannungsminderungsöffnungen konzentriert. Wenn der Wärmezyklus über den langen Zeitraum hinweg ausgeübt wird, werden die Eckteilabschnitte rissig. Infolgedessen werden die Widerstände aufgrund der Verringerung der Durchflussflächen der Ströme erhöht. In einem schlimmsten Fall tritt ein Phänomen auf, dass die Verdrahtungen brechen.
Folglich werden Spannungsminderungsöffnungen, wie hierin im Folgenden beschrieben wird, in der dritten Ausführungsform in den zugehörigen Verdrahtungen ausgebildet, um das oben beschriebene Problem zu lösen.
3 stellt die Ansicht der oberen Fläche dar, die den zugehörigen Verdrahtungsaufbau der zweiten bevorzugten Ausführungsform darstellt, die das Merkmal aufweist, dass die Spannungsminderungsöffnungen, die eine vorgegebene Anzahl von inneren Umfängen in Bogenformen aufweisen, in den Umgebungen der Kontaktflächen-Teilabschnitte ausgebildet sind. Hierin ist zu beachten, dass kreisförmige Spannungsminderungsöffnungen als bogenförmige Spannungsminderungsöffnungen vorgeschlagen worden sind, es sich jedoch auch um ellipsenförmige Spannungsminderungsöffnungen handeln kann. Zusammengefasst können die Einflüsse aufgrund von Stromkonzentrationen und Spannungskonzentrationen stärker verbessert werden als bei den rechteckigen Spannungsminderungsöffnungen.
In 3 sind Verdrahtungen, die jeweils aus einer Kupferfolie hergestellt sind, auf dem oberen Teilabschnitt der isolierenden Überzugsschicht 11 des Metallsubstrats 10 ausgebildet. Hier sind eine erste Verdrahtung 17 (eine Stromversorgungsseite) und eine zweite Verdrahtung 18 (eine Masseseite) ausgebildet. Die erste Verdrahtung 17 und die zweite Verdrahtung 18 sind über den Chip-Kondensator 14 elektrisch miteinander verbunden. Die erste Verdrahtung 17 und eine von Elektroden eines Chip-Kondensators 14 werden an einem ersten Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 über ein Lot 15A miteinander verbunden, und die zweite Verdrahtung 18 und die andere Elektrode des Chip-Kondensators 14 werden an einem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 über ein Lot 16A miteinander verbunden.
Eine vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 ist in einem Spannungsminderungsbereich G ausgebildet, der sich in der Nähe des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 der zweiten Verdrahtung 18 befindet. Zwei kreisförmige Spannungsminderungsöffnungen 20-1 sind in einem Bereich einer Breite W innerhalb des Spannungsminderungsbereichs G auf einer Linie angeordnet, entlang derer sich eine Breite W des Chip-Kondensators 14 erstreckt, zwei kreisförmige Spannungsminderungsöffnungen 20-2 sind so angebracht, dass sie Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 entsprechen, und zwei kreisförmige Spannungsminderungsbereiche 20-3 sind so angebracht, dass sie einem Anschluss-Eckteilabschnitt des Chip-Kondensators 14 und dem endständigen Eckteilabschnitt der Kehle des Lots 16A entsprechen.
Insgesamt sechs Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 sind ausgebildet und so angeordnet, dass sie den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 in einem Bereich des Spannungsminderungsbereichs G umschließen. Darüber hinaus sind der erste Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 und der zweite Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 in der Nähe (ungefähr bündig mit) einer Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 17 und einer Endfläche E2 der zweiten Verdrahtung 18 angeordnet. Wenn bei einem Aufbau, wie er oben beschrieben worden ist, die Zugspannung auf den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 ausgeübt wird, wenn die Temperatur hoch wird, werden die Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 entlang der Richtung der Zugspannung verformt. Wenn die Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 verformt werden, wird die Zugspannung, die auf den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 ausgeübt wird, verringert. Folglich wird keine große Zugspannung auf das Lot 16A des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ausgeübt, und eine Gefahr, dass die Risse in dem Lot 16A erzeugt werden, wird verringert.
Wenn bei einem Aufbau, wie er oben beschrieben worden ist, die Zugspannung auf den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 ausgeübt wird, wenn die Temperatur hoch wird, werden die Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 entlang der Richtung der Zugspannung verformt. Wenn die Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 verformt werden, wird die Zugspannung, die auf den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 ausgeübt wird, verringert. Folglich wird keine große Zugspannung auf das Lot 16A des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ausgeübt, und eine Möglichkeit, dass die Risse in dem Lot 16A erzeugt werden, ist geringer.
Darüber hinaus tritt derselbe Fall auf, wenn die Druckspannung erzeugt wird, wenn die Temperatur gesenkt wird. Die Druckspannung wird verringert, wenn die Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 in der Richtung der Druckspannung verformt werden. Auf diese Weise wird eine Gefahr, dass die Risse in dem Lot 16A erzeugt werden, verringert. Daher wird die Spannung verringert, selbst wenn bewirkt wird, dass der Wärmezyklus das Ausüben der Zugspannung und der Druckspannung auf das Lot 16A des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 wiederholt. Im Vergleich mit dem in 8 dargestellten herkömmlichen Fall kann das Ausmaß der Erzeugung der Risse daher erheblich verringert werden.
Da die Formen der Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 kreisförmig sind, wird darüber hinaus die Konzentration von Strömen, die durch die Verdrahtungen fließen, verringert, und die Anstiege der Induktivitäten können unterbunden werden. Auf diese Weise kann in einem Fall einer Verwendung der Chip-Kondensatoren der Anstieg der Induktivitäten unterbunden werden, und ein nachteiliger Einfluss auf die Chip-Kondensatoren kann verringert werden. Des Weiteren kann die Konzentration einer Spannung auf die Spannungsminderungsöffnungen so unterbunden werden, dass eine Gefahr, dass die Risse erzeugt werden, selbst dann verringert werden kann, wenn der Wärmezyklus über den langen Zeitraum hinweg ausgeübt wird. Auf diese Weise kann ein solches Phänomen vermieden werden, dass der Widerstand aufgrund der Verringerung der Durchflussflächen der Ströme erhöht wird und in einem schlimmsten Fall die Verdrahtungen zerbrochen werden.
Hierin ist zu beachten, dass auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform die Größe jeder Spannungsminderungsöffnung für zumindest eine oder mehrere Spannungsminderungsöffnungen 20-1 so festgelegt wird, dass sie innerhalb des Bereichs der Breite W innerhalb des Spannungsminderungsbereichs G der Linie positioniert sind, zu der sich die Breite W des Chip-Kondensators 14 erstreckt. Auf diese Weise kann die Spannung eines Abschnitts (oder einer Position), der der Breite W des Chip-Kondensators 14 entspricht, die auf das Lot 16A des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ausgeübt wird, wirksam verringert werden.
Darüber hinaus ist das Lot 16A auf der Seite der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 an dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 eines Abschnitts, an dem der Anschluss-Teilabschnitt des Chip-Kondensators 14 montiert ist, wie in 3 dargestellt, dünn, und der Eckteilabschnitt des Lots 16A auf der Seite des Anschlusses E2 der Verdrahtung 18 ist leicht ein Ausgangspunkt für eine Erzeugung der Risse. Daher werden die Spannungsminderungsöffnungen 20-2 jeweils auf Seiten der Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgebildet. Auf diese Weise wird die Spannung, die auf jede der Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgeübt wird, so verringert, dass das Ausmaß des Fortschreitens der Risse, die in dem Lot 16A erzeugt werden, verringert werden kann.
Des Weiteren besteht eine Tendenz, dass sich die Spannung leicht auf den Endflächen-Eckteilabschnitt des Chip-Kondensators 14 und auf den Endflächen-Eckteilabschnitt der Kehle des Lots 16A konzentriert, der sich auf einer der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 gegenüberliegenden Seite befindet. Infolgedessen sind die Spannungsminderungsöffnungen 20-3 in dieser Ausführungsform so angeordnet, dass sie in der Nähe dieser Eckteilabschnitte positioniert sind.
Im Übrigen sind vier Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 auf einer geraden Linie angeordnet. Um die Spannung gleichmäßiger zu verteilen, ist es wirkungsvoll, die Anordnungspositionen der Spannungsminderungsöffnungen 20-3 näher an den Endflächen-Eckteilabschnitten der Kehle des Lots 16A zu erstellen. In diesem Fall sind die wechselseitigen Abstände von sechs Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 so festgelegt, dass sie etwa miteinander übereinstimmen. Auf diese Weise können die Spannungen, die auf den zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 ausgeübt werden, etwa aneinander angeglichen werden.
Auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform ist es erforderlich, den Spannungsminderungsbereich G in der Nähe des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 auszubilden. Wenn der Abstand zu dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 bereitgestellt wird, wird die Spannung auf das Lot 16A des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ohne eine Verringerung der Spannung ausgeübt, die in der Verdrahtung erzeugt wird, die sich zwischen dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 und dem Spannungsminderungsbereich G befindet. Folglich kann eine ausreichende Spannungsminderungswirkung erzielt werden, wenn der Abstand von der Endfläche des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 zu einer Mitte jeder Spannungsminderungsöffnung 20-1, 20-2, 20-3 kürzer als eine Breite W der Linie ist, zu der sich die Breite W des Chip-Kondensators 14 erstreckt. Zusammengefasst können die Spannungsminderungsöffnungen 20-1 bis 20-3 an Positionen angeordnet werden, an denen die Spannung, die auf das Lot 16A ausgeübt wird, im Hinblick auf die Konstruktion zugelassen werden kann.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Spannungsminderungsbereich G in der zweiten Verdrahtung 18 auf der Seite des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ausgebildet. Auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform versteht es sich, dass der Spannungsminderungsbereich G in der ersten Verdrahtung 17 auf der Seite des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 auf dieselbe Weise wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgebildet werden kann.
Da bei der zweiten Ausführungsform die kreisförmigen Spannungsminderungsöffnungen gewählt werden, kann die Konzentration eines Stroms, der durch die Verdrahtungen fließt, verringert werden, und der Anstieg der Induktivitäten kann unterbunden werden. Da die Konzentration der Spannung unterbunden werden kann, wird darüber hinaus die Erzeugung der Risse aufgrund des Wärmezyklus verringert, und ein Phänomen wie der Anstieg des Widerstandes aufgrund der Verringerung der Stromdurchflussfläche oder des Brechens einer Leitung zwischen den Verdrahtungen kann vermieden werden.
Ausführungsform 3
Als Nächstes wird der Verdrahtungsaufbau bei einer dritten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die dritte Ausführungsform stimmt mit der zweiten Ausführungsform im Hinblick darauf überein, dass die vorgegebene Anzahl von kreisförmigen Spannungsminderungsöffnungen in der Umgebung der Kontaktflächen-Teilabschnitte ausgebildet ist. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform darin, dass die Spannungsminderungsöffnungen des Weiteren zunehmen, und dieser Aspekt ist das Merkmal der dritten Ausführungsform. Hierin ist zu beachten, dass dieselben Bezugszeichen wie diejenigen, die in der zweiten Ausführungsform beschrieben worden sind, gleiche, entsprechende Elemente (Bestandteile) bezeichnen.
In 4 sind vier Spannungsminderungsöffnungen 20-4 so an der Außenseite der Spannungsminderungsöffnungen 20-1, 20-2, 20-3 hinzugefügt worden, dass eine Doppelanordnung von gegliederten Spannungsminderungsöffnungen ausgebildet wird. Darüber hinaus sind die neu hinzugefügten Spannungsminderungsöffnungen 20-4 auf einer Seite einer Richtung ausgebildet, die von der Endfläche E2 der zweiten Verdrahtung 18 weit entfernt ist.
Da die Spannung, die in der Verdrahtung erzeugt wird, von einer der Endfläche E2 gegenüberliegenden Seite aus ausgeübt wird, sind die hinzugefügten Spannungsminderungsöffnungen 20-4 auf der Seite der Richtung ausgebildet, die sich von der Endfläche E2 der zweiten Verdrahtung 18 weit entfernt, und auf diese Weise wird die Spannung, die in der entsprechenden Verdrahtung erzeugt wird, wirksam verringert. Die sonstigen Vorgänge und Wirkungen stimmen mit denjenigen der zweiten Ausführungsform überein, und eine ausführliche Beschreibung davon wird daher weggelassen.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Spannungsminderungsbereich G in der zweiten Verdrahtung 18 auf der Seite des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ausgebildet. Es versteht sich, dass der Spannungsminderungsbereich G in der ersten Verdrahtung 17 auf der Seite des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet werden kann.
Ausführungsform 4
Als Nächstes wird der Verdrahtungsaufbau bei einer vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese vierte Ausführungsform stimmt mit der zweiten Ausführungsform unter dem Gesichtspunkt der Ausbildung der vorgegebenen Anzahl von kreisförmigen Spannungsminderungsöffnungen in der Umgebung des/der Kontaktflächen-Teilabschnitt(s, e) überein. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der zweiten Ausführungsform darin, dass die Spannungsminderungsöffnungen an einem Abschnitt, an dem die Spannung konzentriert wird, und an einem Abschnitt angeordnet sind, an dem die Risse leicht zu erzeugen sind. Dieser Aspekt stellt das Merkmal der vierten Ausführungsform dar. Hierin ist zu beachten, dass dieselben Bezugszeichen wie diejenigen in der zweiten Ausführungsform und in der dritten Ausführungsform gleiche, entsprechende Bestandteile (Elemente) bezeichnen.
In 5 weist die Seite der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 an dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 eines Abschnitts, an dem der Chip-Kondensator 14 montiert ist, ein dünnes Lot 16A auf, und der Eckteilabschnitt des Lots 16A auf der Seite der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 ist leicht der Ausgangspunkt für die Erzeugung der Risse. Daher werden die Spannungsminderungsöffnungen 20-2 jeweils auf den Seiten der Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgebildet. Auf diese Weise wird die Spannung, die auf die Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgeübt wird, verringert, und das Ausmaß des Fortschreitens der Risse, die in dem Lot 16A erzeugt werden, kann verringert werden.
Des Weiteren weist die Spannung die Tendenz auf, dass sie sich leicht auf den Eckteilabschnitt der Endfläche des Chip-Kondensators 14 und auf den Eckteilabschnitt der Endfläche der Kehle des Lots 16A konzentriert, bei der es sich um die der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 gegenüberliegende Seite handelt. Folglich sind bei der vierten Ausführungsform die Spannungsminderungsöffnungen 20-3 in der Nähe dieses Eckteilabschnitts angeordnet, und zumindest eine weitere Spannungsminderungsöffnung 20-5 ist in der Nähe jeder entsprechenden Spannungsminderungsöffnung 20-3 angeordnet. Die Spannungsminderungsöffnungen 20-3 und die Spannungsminderungsöffnungen 20-5 sind an solchen Positionen ausgebildet, dass sie die Endflächen-Eckteilabschnitte des Chip-Kondensators 14 und die Endflächen-Eckteilabschnitte der Kehle des Lots 16A umschließen. Auf diese Weise kann die Spannung, die auf die Eckteilabschnitte der Endflächen des Chip-Kondensators 14 und auf den Endflächen-Eckteilabschnitt der Kehle des Lots 14 konzentriert wird, wirksam verringert werden.
Gemäß der vierten Ausführungsform sind die Spannungsminderungsöffnungen nur an dem Abschnitt, auf den die Spannung konzentriert wird, und an dem Abschnitt angeordnet, an dem die Risse leicht zu erzeugen sind. Infolgedessen kann eine Festigkeit der Verdrahtung nicht erheblich beschädigt werden. Da nicht mehr Spannungsminderungsöffnungen als erforderlich angeordnet sind, kann darüber hinaus die Durchflussfläche der Ströme in ausreichender Weise erzielt werden, jedoch können die Anstiege der Induktivität und des Widerstands unterbunden werden. Die sonstigen Vorgänge und Wirkungen stimmen mit denjenigen der zweiten Ausführungsform überein, und die ausführlichen Erläuterungen davon werden hierin weggelassen.
Bei der vierten Ausführungsform ist der Spannungsminderungsbereich G in der zweiten Verdrahtung 18 auf der Seite des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16 ausgebildet. Es versteht sich, dass der Spannungsminderungsbereich G in der ersten Verdrahtung 17 auf der Seite des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet werden kann.
Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem es sich bei der Position, an der der Kontaktflächen-Teilabschnitt ausgebildet ist, nicht um eine solche Position wie bei dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 handelt, die Anordnungspositionen der Spannungsminderungsöffnungen andere sind. In einem Fall, in dem als erster Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 die Kontaktflächenposition auf einer Seite in Richtung einer größeren Tiefe als die Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 15 positioniert ist, wird ein bestimmter Abstand zwischen dem ersten Kontaktflächen-Teilabschnitt 15 und der Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 17 so bereitgestellt, dass die Endflächen-Eckteilabschnitte des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 an diesem Abschnitten positioniert sind. Folglich wird die Spannung auf diese Abschnitte konzentriert.
Folglich werden bei der vierten Ausführungsform zwei Spannungsminderungsöffnungen 20-2, die auf den Seiten der Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 angeordnet worden sind, hinzugefügt und so angeordnet, dass sie näher zu der Seite der Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 17 erstellt werden. Folglich werden zwei Spannungsminderungsöffnungen 20-2 so angeordnet, dass sie die Flächen-Eckteilabschnitte des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 der Seite der Endfläche E1 der ersten Verdrahtung 15 umschließen. Auf diese Weise kann die Spannung, die auf die Endflächen-Eckteilabschnitte des Chip-Kondensators 14 und auf die Endflächen-Eckteilabschnitte der Kehle des Lots 16A konzentriert wird, wirksam verringert werden.
Ausführungsform 5
Als Nächstes wird der Verdrahtungsaufbau bei einer fünften bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Die fünfte Ausführungsform stimmt mit der zweiten Ausführungsform unter dem Gesichtspunkt der Ausbildung der vorgegebenen Anzahl von kreisförmigen Spannungsminderungsöffnungen in der Umgebung jedes der Kontaktflächen-Teilabschnitte überein. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der zweiten Ausführungsform darin, dass eine Mindestanzahl von Spannungsminderungsöffnungen an dem Abschnitt, auf den die Spannung konzentriert ist, und an dem Abschnitt angeordnet ist, an dem die Risse leicht zu erzeugen sind, und im Vergleich mit der vierten Ausführungsform sind die Spannungsminderungsöffnungen um zwei verringert. Hierin ist zu beachten, dass dieselben Bezugszeichen wie diejenigen bei der vierten Ausführungsform die gleichen, entsprechenden Elemente (Bestandteile) bezeichnen.
In 6 weist die Seite der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 an dem zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitt 16 der Position, an der ein Anschluss des Chip-Kondensators 14 montiert ist, ein dünnes Lot 16A auf, und der Eckteilabschnitt des Lots 16A auf der Seite der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 ist leicht der Ausgangspunkt für die Erzeugung von Rissen. Daher werden die Spannungsminderungsöffnungen 20-3 in der Nähe des Eckteilabschnitts der Endfläche der Kehle des Lots 16A und des Endflächen-Eckteilabschnitts des Chip-Kondensators 14 angeordnet.
Infolgedessen wird die Spannung, die auf die Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgeübt wird, so verringert, dass das Ausmaß des Fortschreitens der Risse, die in dem Lot 16A erzeugt werden, verringert werden kann.
Des Weiteren weist die Spannung die Tendenz auf, sich leicht auf den Endflächen-Eckteilabschnitt des Chip-Kondensators 14 und auf den Endflächen-Eckteilabschnitt der Kehle des Lots 16A zu konzentrieren, die sich auf einer der Endfläche E2 der Verdrahtung 18 gegenüberliegenden Seite befinden. Folglich sind die Spannungsminderungsöffnungen 20-3 in der fünften Ausführungsform in der Nähe dieser Eckteilabschnitte angeordnet. Da die Spannungsminderungsöffnungen 20-3 in der Nähe des Endflächen-Eckteilabschnitts des Chip-Kondensators 14 und des Endflächen-Eckteilabschnitts der Kehle des Lots 16A angeordnet sind, kann die Spannung, die auf den Endflächen-Eckteilabschnitt des Chip-Kondensators 14 und den Endflächen-Eckteilabschnitt der Kehle des Lots 16A konzentriert ist, wirksam verringert werden.
Da gemäß der fünften Ausführungsform die Spannungsminderungsöffnungen nur an Abschnitten angeordnet sind, auf die die Spannung konzentriert ist und an denen die Risse leicht zu erzeugen sind, kann die Festigkeit der Verdrahtung nicht weitgehend beschädigt werden. Da die Spannungsminderungsöffnungen nicht in einer größeren Anzahl der Öffnungen als erforderlich angeordnet sind, kann darüber hinaus die Durchflussfläche des Stroms in ausreichender Weise erzielt werden, und der Anstieg des elektrischen Widerstands kann unterbunden werden. Da die anderen Vorgänge und Wirkungen als die oben beschriebenen Wirkungen mit denjenigen der zweiten Ausführungsform übereinstimmen, wird deren ausführliche Beschreibung hierin weggelassen.
Bei den oben beschriebenen Erläuterungen der fünften Ausführungsform handelt es sich um die Ausbildung des Spannungsminderungsbereichs G in der zweiten Verdrahtung 18 auf der Seite des zweiten Kontaktflächen-Teilabschnitts 16. Auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform versteht es sich, dass der Spannungsminderungsbereich G in der ersten Verdrahtung 17 des ersten Kontaktflächen-Teilabschnitts 15 ausgebildet werden kann.
Als Nächstes wird eine Modifizierung der fünften Ausführungsform auf Grundlage von 7 erläutert. Bei dieser Modifizierung in 7 wird ein Flächenbereich jeder Spannungsminderungsöffnung 20-2A, die auf jeder Seite einer Seitenfläche des Chip-Kondensators 14 ausgebildet ist, kleiner als der Flächenbereich jeder Spannungsminderungsöffnung 20-3 gestaltet, die in der Nähe des Endflächen-Eckteilabschnitts des Chip-Kondensators 14 und des Endflächen-Eckteilabschnitts der Kehle des Lots 16A ausgebildet ist. Dies ist ein Unterscheidungspunkt der Modifizierung gegenüber der in 6 dargestellten Ausführungsform.
In 7 sind Spannungsminderungsöffnungen 20-2A, die jeweils einen kleineren Durchmesser als jede der Spannungsminderungsöffnungen 20-3 aufweisen, jeweils auf den Seiten der Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgebildet. Auf diese Weise wird die Spannung, die auf die Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 ausgeübt wird, verringert, und eine Gefahr, dass die Risse in dem dünnen Lot 16A erzeugt werden, wird verringert. Darüber hinaus wird ein weiterer Grund für den Durchmesser jeder Spannungsminderungsöffnung 20-2A wie folgt beschrieben:
Ein Ziel des Bereitstellens des Chip-Kondensators 14 im Hinblick auf ein Schaltungselement besteht in der Verringerung einer Impedanz zwischen der Verdrahtung 17 und der Verdrahtung 18. Eine Hauptstromkomponente eines Stroms, der durch die Verdrahtung 18 fließt, fließt durch eine Mittelachse in einer Breitenrichtung des Chip-Kondensators 14.
Da die Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 relativ kleine Ströme aufweisen, ist ein Ausmaß des Einflusses einer Verdrahtungsinduktivität der Seitenflächen des Chip-Kondensators auf die Ströme daher kleiner als der eines Mittelachsenabschnitts des Chip-Kondensators 14. Daher kann der Durchmesser jeder Spannungsminderungsöffnung von der oberen Fläche der Leiterplatte (des Substrats) aus gesehen frei festgelegt werden.
Auf diese Weise wird die Verringerungswirkung der Spannung sichergestellt, selbst wenn der Durchmesser jeder Spannungsminderungsöffnung kleiner gestaltet wird, um sie der Verdrahtungsbreite der Seite anzupassen, die auf einer der Seitenflächen des Chip-Kondensators positioniert ist, und da deren Durchmesser klein gestaltet wird, um ihn der Verdrahtungsbreite anzupassen, wird ein Einnahmeanteil jeder Spannungsminderungsöffnung 20-2A innerhalb der Verdrahtungsbreite, der einen Raum zwischen jeder der Seiten der Seitenflächen des Chip-Kondensators 14 und jeder der Seiten der Seitenflächen der zweiten Verdrahtung 18 einnimmt, klein und eine ausreichende Stromdurchflussfläche kann aufrechterhalten werden.
Demgegenüber wird der Durchmesser einer der Spannungsminderungsöffnungen 20-3 auf der Seite, die auf einer Längsrichtungseite des Chip-Kondensators 14 positioniert ist, groß gestaltet, um eine Verringerungsrate der Spannung zu erhöhen. Da der Einnahmeanteil innerhalb der Verdrahtung einer der Spannungsminderungsöffnungen 20-2A in der Längsrichtung der Verdrahtung darüber hinaus nicht so groß ist, selbst wenn deren Durchmesser groß gestaltet wird, kann die ausreichende Stromdurchflussfläche aufrechterhalten werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Chip-Kondensator als elektronisches Bauelement zur Oberflächenmontage beispielhaft erläutert. Zusätzlich kann der Chip-Widerstand oder ein FET, bei dem es sich um ein Halbleiterelement handelt, montiert werden.
Wie hierin oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Spannungsminderungsbereich, in dem die vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen, die die Verdrahtung durchdringen, angeordnet ist, in der Nähe des Verbindungsabschnitts des elektronischen Bauelements ausgebildet, mit dem das elektronische Bauelement über das elektrisch leitfähige Haftmittel mit der Verdrahtung verbunden ist. Auf diese Weise werden, selbst wenn die Spannung (Wärmespannung) aufgrund der Wärme in der Verdrahtung erzeugt wird, die Spannungsminderungsöffnungen so verformt, dass die Spannung, die auf das elektrisch leitfähige Haftmittel ausgeübt wird, gering wird. Infolgedessen kann die Erzeugung der Risse in dem elektrisch leitfähigen Haftmittel unterbunden werden.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifizierungen beinhaltet sind. Beispielsweise sind die oben beschriebenen Ausführungsformen erläutert worden, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und die vorliegende Erfindung ist nicht immer auf den Aufbau beschränkt, der mit sämtlichen Bestandteilen, die erläutert worden sind, ausgestattet ist. Darüber hinaus ist es möglich, einen Teil des Aufbaus bei einer bestimmten Ausführungsform durch den Aufbau einer weiteren Ausführungsform auszutauschen, und darüber hinaus ist es ebenso möglich, den Aufbau der bestimmten Ausführungsform dem Aufbau einer weiteren Ausführungsform hinzuzufügen. Des Weiteren ist es möglich, einen weiteren Aufbau hinzuzufügen, zu entfernen und gegen einen Teil des Aufbaus jeder bevorzugten Ausführungsform auszutauschen.

Claims

Elektronische Steuervorrichtung, die aufweist: zumindest ein Metallsubstrat; zumindest eine Verdrahtung, die auf dem Metallsubstrat ausgebildet ist; zumindest ein elektronisches Bauelement, das über ein elektrisch leitfähiges Haftmittel mit einem Teil der Verdrahtung verbunden ist; und einen Spannungsminderungsbereich, in dem eine vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen angeordnet ist, die die Verdrahtung durchdringt, und der in einem Abschnitt der Verdrahtung ausgebildet ist, der sich in der Nähe eines Verbindungsabschnitts des elektronischen Bauelements befindet, über den das elektronische Bauelement mit der Verdrahtung verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Breite der Verdrahtung doppelt so groß wie oder größer als eine Breite des elektronischen Bauelements ist, das mit der Verdrahtung verbunden ist, ein Kontaktflächen-Teilabschnitt, auf dem das elektrisch leitfähige Haftmittel angeordnet ist, an einer Endfläche der Verdrahtung angeordnet ist und des Weiteren die vorgegebene Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen in der Umgebung des Kontaktflächen-Teilabschnitts angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei es sich bei der vorgegebenen Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen um zumindest eine oder mehrere Spannungsminderungsöffnungen handelt, die zumindest in der Nähe einer Seitenfläche des elektronischen Bauelements, in der Nähe eines Eckteilabschnitts des elektronischen Bauelements oder in der Nähe eine Eckteilabschnitts einer Kehle der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet sind.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei es sich bei der vorgegebenen Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen um zumindest eine oder mehrere Spannungsminderungsöffnungen in einem Bereich einer Breite einer Linie innerhalb des Spannungsminderungsbereichs handelt, zu der sich das verbundene elektronische Bauelement erstreckt.
Elektronische Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Form jeder Spannungsminderungsöffnung eine rechteckige Form oder eine Bogenform ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die bogenförmigen Spannungsminderungsöffnungen kreisförmige Spannungsminderungsöffnungen sind.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Abstand zwischen einer Mitte der vorgegebenen Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen und einer Endfläche des Kontaktflächen-Teilabschnitts kleiner als eine Breite einer Linie innerhalb des Spannungsminderungsbereichs ist, zu der sich die Breite des elektronischen Bauelements erstreckt.
Elektronische Steuervorrichtung, die aufweist: zumindest ein Metallsubstrat; zumindest eine Verdrahtung, die auf dem Metallsubstrat ausgebildet ist; und zumindest einen Chip-Kondensator, der mit einem elektrisch leitfähigen Haftmittel mit einem Teil der Verdrahtung verbunden ist, wobei eine Breite der Verdrahtung doppelt so groß wie oder größer als eine Breite des Chip-Kondensators ist, der mit der Verdrahtung verbunden ist, ein Kontaktflächen-Teilabschnitt, auf dem das elektrisch leitfähige Haftmittel angeordnet ist, an einer Endfläche der Verdrahtung ausgebildet ist und eine vorgegebene Anzahl von kreisförmigen Spannungsminderungsöffnungen in der Umgebung des Kontaktflächen-Teilabschnitts angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Verdrahtung, mit der der Chip-Kondensator verbunden ist, eine Stromversorgungsverdrahtung und eine Masseverdrahtung aufweist und die vorgegebene Anzahl von kreisförmigen Spannungsminderungsöffnungen in der Umgebung des Kontaktflächen-Teilabschnitts entweder einer oder beider der Stromversorgungsverdrahtung und der Masseverdrahtung angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei es sich bei der vorgegebenen Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen um zumindest eine oder mehrere Spannungsminderungsöffnungen handelt, die zumindest in der Nähe einer Seitenfläche des Chip-Kondensators, in der Nähe eines Eckteilabschnitts des Chip-Kondensators oder in der Nähe eine Eckteilabschnitts einer Kehle des elektrisch leitfähigen Haftmittels angeordnet sind.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Flächenbereich von zumindest einer der vorgegebenen Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen in der Nähe eines Eckteilabschnitts des Chip-Kondensators oder in der Nähe des Eckteilabschnitts einer Kehle des elektrisch leitfähigen Haftmittels größer als der Flächenbereich zumindest einer weiteren der vorgegebenen Anzahl von Spannungsminderungsöffnungen in der Nähe der einen Seitenfläche des Chip-Kondensators ist.