JP2008182126A - エンジンルーム内に設置される電子機器 - Google Patents
エンジンルーム内に設置される電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008182126A JP2008182126A JP2007015586A JP2007015586A JP2008182126A JP 2008182126 A JP2008182126 A JP 2008182126A JP 2007015586 A JP2007015586 A JP 2007015586A JP 2007015586 A JP2007015586 A JP 2007015586A JP 2008182126 A JP2008182126 A JP 2008182126A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine room
- electronic device
- film
- circuit board
- conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 116
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 70
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 39
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 36
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 21
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 15
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 14
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 32
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 24
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 48
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 34
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 19
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 16
- IVQODXYTQYNJFI-UHFFFAOYSA-N oxotin;silver Chemical compound [Ag].[Sn]=O IVQODXYTQYNJFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000013464 silicone adhesive Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229910020816 Sn Pb Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910020922 Sn-Pb Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910008783 Sn—Pb Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- -1 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/165—Containers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
- H05K3/244—Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/0102—Calcium [Ca]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01046—Palladium [Pd]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01077—Iridium [Ir]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/0132—Binary Alloys
- H01L2924/01327—Intermediate phases, i.e. intermetallics compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
- H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
- H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1901—Structure
- H01L2924/1904—Component type
- H01L2924/19041—Component type being a capacitor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1901—Structure
- H01L2924/1904—Component type
- H01L2924/19043—Component type being a resistor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/01—Dielectrics
- H05K2201/0137—Materials
- H05K2201/0175—Inorganic, non-metallic layer, e.g. resist or dielectric for printed capacitor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/01—Dielectrics
- H05K2201/0137—Materials
- H05K2201/0179—Thin film deposited insulating layer, e.g. inorganic layer for printed capacitor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/13—Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
- H05K2203/1305—Moulding and encapsulation
- H05K2203/1322—Encapsulation comprising more than one layer
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3463—Solder compositions in relation to features of the printed circuit board or the mounting process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、エンジンルーム内の環境下で使用される電子機器において、基板の導体配線への電子部品の接続寿命を向上させるとともに腐食性ガスに対する導体配線の耐腐食性も向上させて電子機器の耐用年数を長くすることを目的とする。
【解決手段】回路基板11と、該電子基板11に配置されて回路基板から電気が印加されて機能する電子部品9と、前記電子部品9が配置された回路基板11を内蔵するケース3と、前記ケース3の開放面を覆うカバー6とを有するエンジンルーム内に設置される電子機器において、前記回路基板11の表面に導体部材で形成された導体パターン14の全表面が、ハンダ部材と相互拡散性を有する前記導体部材とは異なる金属からなる金属膜17で被覆され、更に、絶縁性を有する保護膜13により前記金属膜17が被覆されている。
【選択図】図1
【解決手段】回路基板11と、該電子基板11に配置されて回路基板から電気が印加されて機能する電子部品9と、前記電子部品9が配置された回路基板11を内蔵するケース3と、前記ケース3の開放面を覆うカバー6とを有するエンジンルーム内に設置される電子機器において、前記回路基板11の表面に導体部材で形成された導体パターン14の全表面が、ハンダ部材と相互拡散性を有する前記導体部材とは異なる金属からなる金属膜17で被覆され、更に、絶縁性を有する保護膜13により前記金属膜17が被覆されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、各種センサ、マイクロプロセッサ演算器を有するコントロールユニットなどの回路基板を備えた電子機器に関し、特に車両のエンジンルーム内に設置される電子機器に関するものである。
車両のエンジンルーム内に設置される電子機器は、大別するとセンサとコントールユニットから構成される燃料制御装置、及びイグナイタやコイルで構成される点火制御装置に分けられる。燃料制御装置では、センサとして、吸入空気流量、EGR流量、空気温度、大気圧、ブースト圧、スロットル角度、ストローク位置等の物理量を検出するものがあり、コントロールユニットは、これらセンサからの信号が入力され、シリンダ内での燃焼状態を制御し、点火制御装置は、イグナイタやコイルのシリンダ内での点火時期を制御している。
これらの電子機器は、電子駆動回路又は電子制御回路が設置された基板、基板を接着固定するベース、前記電子駆動回路や基板を格納するケース、ケースを塞ぐカバーから構成されており、基板の導体配線へのコンデンサ等の部品の取り付けにはハンダ付けが用いられている。
そして、コンデンサ等の部品を回路基板に取り付けるハンダ付けの技術として、基板に形成された配線や電極等の下地層又はパッド、特に銅又は銅合金からなる下地層又はパッドの上にSn−Pb系ハンダバンプを形成するに際し、該Sn−Pb系ハンダバンプとの濡れ性が良好であると共に、該Sn−Pb系ハンダの成分であるSnの拡散を抑制し、前記下地層との反応を効果的に防止することのできるバリヤ層を形成することが提案されている(特許文献1)。
まず、車両のエンジンルーム内に設置される電子機器における一般的な構造を図6、図7により説明する。
種々の電子駆動回路(又は電子制御回路)1が設置される基板11は、セラミック、ガラスセラミック(LTCC)等の無機材、或いはガラスエポキシ樹脂で形成され、その基板11の表面に回路の導体配線8と抵抗を印刷して焼成し、ハンダ付けされない導体配線8の部分をガラスコーティングして保護膜13を形成した後、表面にコンデンサ等のチップ部品9がハンダ12を用いてハンダ付けされて取り付けられ、ダイオード、半導体集積回路10が実装されてハイブリッドIC基板が構成されている。車載用の電子機器にはこのハイブリッドIC基板が採用され、ハイブリッドIC基板は接着剤4で前記金属製のベース2に接着固定される。金属製のベース2は放熱のヒートシンクとしての機能を担っており、熱伝導率の高い金属、特にアルミニウムが多く使用されている。
そして、ハイブリッドIC基板が接着剤4で接着固定された前記金属製のベース2にケース3を接着し、その後シリコンゲル等の封止剤5を注入し硬化させる。
ケース3は、ケース3外部に設置されているセンシングエレメントと内部の電子駆動回路1等とを電気的に接続するターミナルをインサート成形する構造とするために樹脂で構成されている。ベース2は金属製であり、ケース3は樹脂で形成されており、ベース2とケース3とは双方の線膨張係数が大きく異なるため粘弾性を有するシリコーン接着剤4で接着封止されている。
更にケース3の上面に樹脂で形成されたカバー6が接着剤7で接着固定されており、ケース3とカバー6とが異なる材質で構成されている場合には、ケース3とカバー6とはシリコーン接着剤で接着される。ケース3及びカバー6を形成する樹脂部材としては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12等の射出成形性に優れた樹脂が多くの車載用の電子機器に採用されている。
そして、この車載用の電子機器として空気流量測定装置を例にすると、空気流量測定装置15は、図10に示すように、ボディ18に固定され、ボディ18の前端はエアクリーナ19に固定され、後端は中間ゴムダクト20に装着され、空気流量測定装置15がエンジンに吸入空気を吸入する吸気管に取り付けられている。
ところで、近年、自動車はより一層、高信頼性が要求される傾向にある。一例を挙げれば、従来までの電子部品等に課される耐久寿命の要求は10年、10万マイルのレベルであったが、15年或いは20年、20万マイルというような寿命保証が要求されることもある。
しかしながら、前記したように、車載用の電子機器では基板11にコンデンサ等のチップ部品9を固定する方法としてハンダ付けが採用されており、電子機器の耐久寿命を長くするにはハイブリッドIC基板のハンダ接続寿命を長くする必要がある。
このハンダ付けによる接続寿命について、図8、図9を用いて説明する。
このハンダ付けによる接続寿命について、図8、図9を用いて説明する。
導体配線8の材料はハンダ12と相互拡散する金属材料で形成されており、チップ部品9もハンダ付けされる導体配線の表面には、錫、銀、銀−パラジウム、ハンダ等のメッキが施され、ハンダ12と相互拡散するようにされており、導体配線8とチップ部品9とはハンダ12を融点以上の温度にして溶融させることにより接続されている。
図8はチップ部品9が導体配線8にハンダ12により拡散接合された初期状態、つまりハンダ12を溶融硬化した直後の状態を模式的に示すものである。基板11の表面に形成された導体配線8の導体材料(銀で構成されている)にハンダ12が加熱硬化された直後に導体配線8の材料である銀とハンダ12の錫との間には相互拡散現象が発生し、ハンダ12の層と銀で構成された導体配線8との間に金属間化合物である、銀酸化錫(Ag3Sn)層16が形成される。この銀酸化錫16の金属間化合物は、安定化物であり、硬く、脆い性質があり、これ自体が他物質との接続を司るような接着機能はない。
経時変化と共に、ハンダ12中の錫は、導体配線8である銀と相互拡散し続けることで、この拡散層の厚さが増加する。やがて、図9に示すように銀酸化錫16の層が銀で構成された導体配線8の全般に拡散することになる。前記したように銀酸化錫16の層は安定化物であり電極との接続には寄与しないため、基板11との界面で剥離することになる。
一般に、電子機器の寿命は、このハンダ接続部において、初期に発生する銀酸化錫16の層が、銀導体全般に拡散するまでの時間が一つの要因をなっている。この現象は、チップ部品とハンダとの界面についても同様である。
また、エンジンルーム内に設置される電子機器として空気流量測定装置15を例にして説明すると、図10に示すようにエンジンルーム内部の吸気管には、エンジンからの燃焼ガス21の吹き返しがあり、未燃焼ガス、ガソリン蒸気、エンジンオイル蒸気の戻りがあり、エンジンルーム内部はハイドロカーボンの滞留する雰囲気となる。
さらに、エンジンルーム内部では、硫黄を含むゴムダクト,ホース20等の製品が多く使われており、エンジンルーム内部が高温になるのでゴムダクト,ホース20等の製品から硫黄を含んだガス、あるいは硫黄化合物ガス22が湧出するため、エンジンルーム内部が腐食環境の状態に変遷し、場合によっては前記した燃焼ガスの吹き返し、未燃焼ガスの戻しガス、ガソリン蒸気、オイル蒸気、ハイドロカーボン或いはこれらが混在した複合ガス状態となる。
したがって、吸気管に取り付けられている空気流量測定装置15は、未燃焼ガスの戻しガス、ガソリン蒸気、オイル蒸気、ハイドロカーボン或いはこれらが混在した複合ガス状態に晒されることになる。
そして、空気流量測定装置15のセラミック基板11上に形成される導体配線8は、銀、あるいは銀合金により形成されている場合が多く、腐食性ガス、特に硫黄ガス、硫黄化合物ガス22が接触すると、導体配線8を構成する銀、銀合金の配線部分が硫化腐食してしまい、電子駆動回路1の導体配線8が断線し、電子駆動回路1が動作しなくなる。エンジンルーム内に設置される電子機器として空気流量測定装置15を例にして説明したが、空気流量測定装置以外の車載用の電子機器もハイドロカーボン等が混在した複合ガス状態に晒されている。
そのため、エンジンルーム内部に設置される電子機器は、ケース3内に配置して金属製のベース2、ケース3及びカバー6を接着剤で接着して密封し、さらに、図7に示すように、導体配線8をガラスコーティングして保護膜13を形成し、腐食性ガスによる導体配線8を保護することが行われている。
ところが、上記したように、金属製のベース2とケース3との接着にはシリコーン接着剤を用いる必要がある。シリコーン接着剤は、シリコーン樹脂特有の物理的性質があり、それはガス透過率が大きいことである。一般的に多くのポリ結合を有する工業用高分子材料は、ガス透過性が低くガス遮蔽体と言える。ポリアミド(ナイロン等),飽和ポリエステル樹脂群(PBT,PET等)はガス透過性が小さく常識的に問題となるレベルではない。しかし、シリコーン樹脂は、Si(シリコン)とO(酸素)が直鎖状に繋がるシロキサン結合によりポリマーが形成されており、このシロキサン結合(−Si−O−Si−)は分子間距離が大きいため柔軟であり、分子回転立体障害が小さく、かつ分子間力が小さいため、ガス透過性が大きいと言う物理的性質がある。したがって、腐食性ガスの環境下に晒された車載用の電子機器では、封止部であるべきはずのシリコーン接着剤による接着封止部4から腐食性ガス22が透過してケース3内部に侵入し、シリコンゲル等の封止剤5をも透過する。
そして、図11に示すように、ガラスコーティングによる保護膜13にはピンホール、ボイド、ハンダリングミスに伴うガラス傷等のガラス欠陥部23があり、このガラス欠陥部23を皆無にすることができない。そのため、このガラス欠陥部23から浸入した腐食性ガスが導体配線8に接触し、導体配線8が腐食しこのガラス欠陥部23を起点として腐食が進行し、導体全面が腐食に至るおそれがある。
前記特許文献1に示すものでは、ハンダの錫が銀で形成された導体配線に拡散することによるハンダ接続の寿命に対しては解決することができるが、エンジンルームに設置され、腐食性ガスに曝される特異な環境に対応することについては何ら考慮されていない。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンルーム内の環境下で使用される電子機器において、基板の導体配線への電子部品の接続寿命を向上させるとともに腐食性ガスに対する導体配線の耐腐食性も向上させてセンサ部品及びコントロールユニットで構成される電子機器の耐用年数を長くすることを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、回路基板と、該回路基板に配置されて回路基板から電気が印加されて機能する電子部品と、前記電子部品が配置された回路基板を内蔵するケースと、前記ケースの開放面を覆うカバーとを有し、前記回路基板の表面に導体部材で形成された導体パターンの全表面が、ハンダ部材と相互拡散性を有する前記導体部材とは異なる金属からなる金属膜で被覆されていることを特徴としている。
本発明は、導体部材で形成された導体パターンの全表面が、ハンダ部材と相互拡散性を有する前記導体部材とは異なる金属からなる金属膜で被覆されており、ハンダの錫が導体パターンの導体部材中に拡散しないので、電子部品を配置するためのハンダによる接続寿命が長くなり、また、エンジンルーム内に滞留する腐食性ガスが金属膜で遮られて導体部材に接触しないので、導体部材が腐食して断線することながないので電子機器の耐用年数を増大できる。
本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、金属膜が絶縁性を有する保護膜により被覆されていることを特徴としており、電子機器の電子部品等の短絡を防止できるし、保護膜により腐食性ガスを遮ることができるので、腐食性ガスにより導体部材が腐食するのを一層少なくできる。
本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、具体的には、金属膜が、アルミニウム、ニッケル、錫、亜鉛、金、白金、チタン、パラジウム、クロム、鉄、ハンダ、ルテニウム、イリジウム、ロジウム或いは、前記元素を含む合金でありかつ、その膜厚が0.05μmから5μmであり、保護膜が、ガラス、あるいは高分子化合物である。
本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、具体的には、導体パターンが、金、白金、ニッケル、銀、銀を含んだ合金、又は銅で形成されている。
また、本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、回路基板と、該回路基板に配置されて回路基板から電気が印加されて機能する電子部品と、前記電子部品が配置された回路基板を内蔵するケースと、前記ケースの開放面を覆うカバーとを有し、前記回路基板の表面に導体部材で形成された導体パターンの表面が、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴としている。
本発明は、導体部材で形成された導体パターンの表面が、酸化膜又は窒化膜で被覆されており、エンジンルーム内に滞留する腐食性ガスが酸化膜又は窒化膜で遮られて導体部材に接触しないので、導体部材が腐食して断線することながないので電子機器の耐用年数を増大できる。
さらに、本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、導体パターン表面が、ハンダ付けする部分がハンダ部材と相互拡散性を有する導体部材とは異なる金属からなる金属膜で被覆され、前記金属膜で被覆されていない導体パターン表面が、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴としている。
本発明は、導体パターン表面が、ハンダ付けされる部分がハンダ部材と相互拡散性を有する導体部材とは異なる金属からなる金属膜で被覆されており、導体パターンの導体部材に電子部品をハンダ付けしたハンダの錫が、導体部材中に拡散しないのでハンダ付けの寿命を長くすることができ、金属膜で被覆されていない導体パターン表面が、酸化膜又は窒化膜で被覆されており、エンジンルーム内に滞留する腐食性ガスが酸化膜又は窒化膜で遮られて導体部材に接触しないので、導体部材が腐食して断線することがなく、電子機器の耐用年数を増大できる。
また、本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、電子部品が導体パターンに導電性接着剤で接続され、前記導電性接着剤が接着されていない導体パターン表面が、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴としている。
本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、酸化膜又は窒化膜が、絶縁性を有する保護膜により被覆されていることを特徴としている。本発明では、酸化膜又は窒化膜が絶縁性を有する保護膜によりさらに被覆されているので、電子機器の電子部品等の短絡を防止できるし、保護膜により腐食性ガスを遮ることができるので、腐食性ガスにより導体部材が腐食するのを一層少なくできる。
本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器は、具体的には、酸化膜が、シリカ、カルシア、マグネシア、アルミナ及び、アルミナの結晶構造を有する結晶体であり、窒化膜が、アルミニウム、シリコン、タングテン、モリブデン、チタンの窒化物であり、電子機器が、内燃機器の吸気管を流れる気体の流量を計測する熱式流量計であって、前記吸気管に設置されている。
本発明は、エンジンルーム内に設置される電子機器において、前記回路基板の表面に導体部材で形成された導体パターンの全表面が、ハンダ部材と相互拡散性を有する前記導体部材とは異なる金属からなる金属膜で被覆されていることにより、ハンダに含まれる錫が導体パターンに拡散することを抑制してハンダによる接続寿命を長くすることができ、また、導体パターンを金属膜によってエンジンルーム内にある腐食性ガスから保護することができるので、電子機器の耐用年数を長くできる。
本発明に係るエンジンルーム内に設置される電子機器の要部を図に基づき説明する。図1は、本実施形態の要部拡大図であり、図2は電子機器のハンダ付けによる接続寿命が延びる原理を模式的に示すものである。
セラミック基板11の表面に、銀を印刷、転写又はメッキすることにより銀の導体配線(導体部材)14による導体パターンを形成した後、導体配線14の表面全体に、ハンダと相互拡散性を有する導体配線14とは別の金属部材であるニッケルによりバリア金属膜17を形成し、導体配線14の周囲を被覆する。そして、ハンダ12をバリア金属膜17に塗布した後に電子部品であるチップ部品9を搭載し、硬化炉(リフロー炉)を通過させることによりハンダ12を溶融してチップ部品9をバリア金属膜17が形成された導体配線14にハンダ付けによって接続する。これにより基板11にチップ部品9を配置した回路基板が得られる。本実施形態では、バリア金属膜17の上面に、ガラス、樹脂等の保護膜13を更に形成し、一層、腐食性ガスに対して抗力のある回路基板1を構成している。
本発明の電子機器は、図6に示すように、この回路基板を金属製のベース2に接着固定し、金属製のベース2にケース3を接着し、その後シリコンゲル等の封止剤5を注入し硬化した後、ケース3にカバー6を接着することにより構成されている。
そして、本実施形態では、図1(b)、図2に模式的に示すように、銀の導体配線14の周囲をニッケルで形成したバリア金属膜17で被覆しており、ハンダ12の錫が拡散するのをバリア金属膜17によって抑制されるので、ハンダ12の錫が銀の導体配線14に拡散して銀酸化錫16が形成されるのを抑制し、ハンダ付けの寿命を長くすることができる。
また、ニッケルで形成したバリア金属膜17は、エンジンルーム内部のガソリン蒸気、オイル蒸気、ハイドロカーボン或いはこれらが混在した複合ガス状態における腐食ガスに接触しても腐食することがない。したがって、図3に示すように本実施形態によれば、例え保護膜13にガラス欠陥23があったとしても、導体配線14の表面がバリア金属膜17で被覆されており、バリア金属膜17が硫黄ガス、硫黄系の腐食性ガスを遮るバリア膜となり、腐食性ガスが銀で形成された導体配線14に接触することがないので、導体配線14が短時間で腐食して回路導体が断線に至ることはない。特にバリア金属膜17の金属としてニッケル、チタン、アルミニウムを用いた場合には、その効果は顕著である。
さらに、上記のようにして形成した回路基板1をヒートサイクル(−40〜130℃)試験を1000cyc実施したが、銀の導体配線14の表面をニッケルによるバリア金属膜17で被覆した本発明のハイブリッドIC基板では、錫の拡散がバリア金属膜17により抑制され、銀で形成された導体配線14への錫の拡散はほとんど無いことが確認でき、ハンダの接続寿命が長くなることが実証できた。
これに対し、銀の導体配線14の表面をバリア金属膜17で被覆していない従来の回路基板では、チップ部品9をハンダ付けした当初、そのハンダ接合部を切断し、その断面における錫の拡散状態を分析した結果、初期の相互拡散は3〜4μmであった。これをヒートサイクル(−40〜130℃)試験を1000cyc実施した結果、錫は銀の導体配線14中に10μm拡散し、至る部分に銀酸化錫層16の金属間化合物が確認された。
本実施形態では、セラミック基板11の表面に銀の導体配線(導体部材)14を形成しているが、導体配線14は、基板11の表面に銀−パラジウム、金、白金又は銅を印刷、転写又はメッキすることにより形成してもよい。また、バリア金属膜17は、ニッケルに限られず、錫、亜鉛、金、白金、チタン、パラジウム、クロム、鉄、ハンダ、ルテニウム、イリジウム、ロジウム或いは、前記した元素を含む合金で構成してもよく、かつ、その膜厚が0.05μm〜5μmであることが望ましく、膜厚が0.05μmより薄い場合には、ハンダ付けによる所望の接続寿命が得られないことがあり、膜厚が5μmより厚い場合に接続寿命が得られるが、経済的に無駄となる。基板11、導体配線14及びバリア金属膜17の好適な組み合わせの一例を示すと、基板11はアルミナ或いはガラスセラミック基板であり、基板11の表面に形成される導体配線14の材料は銀であり、この銀で形成された導体配線14を含む導体パターン全体のバリア金属膜17としてニッケルで被覆する。
次に、ハンダ付けによる接続寿命を決定する相互拡散を理論的に説明する。
拡散元素が金属中に拡散する拡散係数は、次の式(a)で算出される。
拡散元素が金属中に拡散する拡散係数は、次の式(a)で算出される。
D=Ro×EXP(−Q/RT)………………………………(a)
D:拡散係数
Ro:係数
Q:活性化エネルギー
R:気体定数
T:絶対温度
D:拡散係数
Ro:係数
Q:活性化エネルギー
R:気体定数
T:絶対温度
活性化エネルギーは、拡散係数を算出する式(a)の分子項であり、拡散の起こりやすさを決定付ける因子である。つまり、異なる金属同士が相互拡散するためには、外部から与えられる活性化エネルギーが必要であり、この活性化エネルギーの値が小さいほど、外部から与えられるエネルギーが小さくとも拡散が開始されることになり、活性化エネルギーは拡散が開始しやすいことを示す指標となっている。
係数Roは振動数項であり、式(a)の拡散係数の1次項となっており、係数が大きいほど拡散の進行速度が速く、係数が小さいほど拡散の進行速度が遅いことを示す指標である。
従って、金属間の相互拡散は、活性化エネルギーと係数Roの相互関係で決まるものであり、それは材料の組み合わせにより個々の値と採ることが判っている。
表1は拡散元素における活性化エネルギー及び係数を示している(金属データブック、改定3版より転載。)。
上記表1により金属間の相互拡散を具体的にみると、Snと銀との間の活性化エネルギーは164(kJ/mol)であり、Snとニッケルとの間の活性化エネルギーは274(kJ/mol)であり、Snと銀との間の活性化エネルギーよりもSnとニッケルとの間の活性化エネルギーの方が大きい。つまり、Snとニッケルとの間では、Snと銀との間よりも相互拡散が起こりにくいことを示している。従って、銀にハンダ付けした場合は、ニッケルにハンダ付けした場合よりも相互拡散が起こりやすく、それだけ、金属間化合物を多く生成し、早い時期で接続信頼性を損なうことになる。従って、銀の導体配線14に直接ハンダ付けして電子部品を接続するより、銀の導体配線14とハンダの中間にニッケルによるバリアメタル層17を形成して接続すると、ハンダ中の錫の拡散が遅延することで(金属間化合物の生成を抑える効果)、導体配線14と基板11の接続信頼性を向上させることができる。
そして、自動車のエンジンルーム内の場合、その環境温度は最高でも130℃を越えることはない。このような温度環境であれば、銀とニッケルとの間における活性化エネルギー点を超える活性化エネルギーが与えられることがないので、銀の導体配線をニッケルで被覆すると、銀への錫の拡散を阻害でき、銀酸化錫層16の生成を抑制することで、永年に渡る、電気機器のチップ部品9の接続信頼性を飛躍的に向上させることが可能となる。
また、SnとAlの相互拡散をみると、SnとAlの活性化エネルギーは84.5(kJ/mol)と他の金属の組み合わせよりも活性化エネルギーが小さく、SnとAlとの相互拡散は表1の中では最も小さな活性化エネルギーで開始される。しかしながら、SnとAlの相互拡散における係数Roは3.1×10-11であり、Snと銀との相互拡散における係数Roは2.5×10-5であり、SnとAlの相互拡散における係数Roは、Snと銀との相互拡散における係数Roより極めて小さいので、SnとAlの相互拡散は、拡散現象が発生しても、相互拡散の進行速度が遅い。つまりSnとAlの相互拡散は、拡散の進行速度が遅いために、Snと銀との相互拡散よりも遅くなるので、アルミニウム(Al)もバリア金属膜17の金属として用いることができることが理解できる。
上記表1からバリア金属膜17として、上述した、亜鉛、金、チタン、鉄、アルミニウムで構成してもよいことが分かる。
図4は、本発明に係る電子機器の他の実施形態の要部拡大図である。
本実施形態では、導体配線14の全面をニッケルのバリア金属膜17で被覆せず、チップ部品9をハンダ付けする導体配線14部分のみに、ニッケルのバリア金属膜17を形成して導体配線14を被覆し、ハンダ付けをしない部分には、シリカによるバリア膜18を形成して導体配線14を被覆している。
本実施形態では導体配線14の表面がバリア金属膜17で被覆されており、バリア膜18が硫黄ガス、硫黄系の腐食性ガスを遮るバリア膜となり、腐食性ガスが銀で形成された導体配線14に接触することがないので、導体配線14が短時間で腐食して回路導体が断線に至ることはない。
バリア膜としては、酸化膜、窒化膜があり、酸化膜としては、シリカ、カルシア、マグネシア、アルミナ、及びアルミナの結晶構造を有する結晶体が有効なバリア膜となる。窒化膜としては、アルミニウム、シリコン、タングテン、モリブデン、チタンの窒化物が有効である。
また、チップ部品9が導体配線14に導電性接着剤により接続される場合には、導体配線14の表面にニッケルのバリア金属膜17を形成する必要はない。
更に、バリア膜18の上面に、ガラス、樹脂等の保護膜を形成すると、一層、腐食性ガスに対して抗力のある回路基板にできる。
エンジンルーム内に設置する電子機器は多数あるが、ここでは空気流量計15を本発明の電子機器の具体例として図5に基づき説明する。
空気流量計15は、エンジンに吸入される吸入空気を計測するのによく使われるセンサであり、発熱抵抗体24を、空気温度を計測する感温抵抗体25よりも常に一定の温度だけ高くなるように加熱するように定温度制御回路26により温度制御されている。発熱抵抗体24は空気流の中に設置され、その表面部分が放熱面となっているため、空気流量が多いと放熱面から多く放熱されることになり、発熱抵抗体24を加熱するために定温度制御回路26により多くの電流が流されることになる。この電流を計測することにより空気流量を計測するものである。
そして、その全体的な構成は吸入空気を導入しつつ、熱式流量計15を保持するボディ30において、全流量の一部が流入する副通路27中に発熱抵抗体24、感温抵抗体25、吸入空気温度測定用の温度センサ28が配置されている。これら抵抗体素子と定温度制御回路26はケース29に埋設された導電性部材によるターミナル31を介し電気的信号の伝達を行なう構造となっている。図1、図4等で説明した本発明の回路基板の構成を、吸入空気流量計の定温度制御回路26に採用することで、回路部品と基板上に形成された導体との接続信頼性を向上させると共に、腐食性ガスから回路基板に形成された導体パターンを保護する方策として有効であり、信頼性の高い空気流量計15を提供することができる。尚、本発明はここで説明した空気流量計15のみならず、他の電子機器に適用できることは言うまでもない。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
1……回路基板、2……ベース、3……ケース、4……接着剤、5……封止剤、6……カバー、7……カバー接着剤、8,14……導体配線、9……チップコンデンサ、10……集積回路、11……基板、12……ハンダ、13……保護膜、15……空気流量測定装置、16……銀酸化錫層、17……バリア金属膜(バリアメタル層)、18……バリア膜、19……前方ゴムダクト、20……後方ゴムダクト、21……エンジンからの戻りガス、22……ゴムダクトからの発生ガス、23……ガラス欠陥部、24……発熱抵抗体、25……感温抵抗体、26……駆動回路、27……副通路、28……温度センサ、29……ケース
Claims (12)
- 回路基板と、該回路基板に配置されて回路基板から電気が印加されて機能する電子部品と、前記電子部品が配置された回路基板を内蔵するケースと、前記ケースの開放面を覆うカバーとを有するエンジンルーム内に設置される電子機器において、
前記回路基板の表面に導体部材で形成された導体パターンの全表面が、ハンダ部材と相互拡散性を有する前記導体部材とは異なる金属からなる金属膜で被覆されていることを特徴とするエンジンルーム内に設置される電子機器。 - 前記金属膜は絶縁性を有する保護膜により被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 前記保護膜は、ガラス、あるいは高分子化合物であることを特徴とする請求項2に記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 前記金属膜は、アルミニウム、ニッケル、錫、亜鉛、金、白金、チタン、パラジウム、クロム、鉄、ハンダ、ルテニウム、イリジウム、ロジウム或いは、前記元素を含む合金でありかつ、その膜厚が0.05μmから5μmであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 前記導体パターンは、金、白金、ニッケル、銀、銀を含んだ合金、又は銅で形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 回路基板と、該回路基板に配置されて回路基板から電気が印加されて機能する電子部品と、前記電子部品が配置された回路基板を内蔵するケースと、前記ケースの開放面を覆うカバーとを有するエンジンルーム内に設置される電子機器において、
前記回路基板の表面に形成された導体パターン表面が、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴とするエンジンルーム内に設置される電子機器。 - 前記導体パターン表面は、ハンダ付けする部分がハンダ部材と相互拡散性を有する前記導体部材とは異なる金属からなる金属膜で被覆され、前記金属膜で被覆されていない導体パターン表面が、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴とする請求項6に記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 前記導体パターンには、電子部品が導電性接着剤により接続され、前記導電性接着剤が接着されていない導体パターン表面が、酸化膜又は窒化膜で被覆されていることを特徴とする請求項6に記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 前記酸化膜又は窒化膜は、絶縁性を有する保護膜により被覆されていることを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 前記酸化膜は、シリカ、カルシア、マグネシア、アルミナ及び、アルミナの結晶構造を有する結晶体であることを特徴とする請求項6ないし9のいずれかに記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 前記窒化膜は、アルミニウム、シリコン、タングテン、モリブデン、チタンの窒化物であることを特徴とする請求項6ないし9のいずれかに記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
- 前記電子機器は、内燃機器の吸気管を流れる気体の流量を計測する熱式流量計であって、前記吸気管に設置されることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のエンジンルーム内に設置される電子機器。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007015586A JP2008182126A (ja) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | エンジンルーム内に設置される電子機器 |
CNA2008100021144A CN101246027A (zh) | 2007-01-25 | 2008-01-15 | 设置在发动机室内的电子设备 |
EP08000848A EP1951011A2 (en) | 2007-01-25 | 2008-01-17 | Electronic device installed in an engine room |
US12/018,658 US20080264165A1 (en) | 2007-01-25 | 2008-01-23 | Electronic Device Installed in an Engine Room |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007015586A JP2008182126A (ja) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | エンジンルーム内に設置される電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008182126A true JP2008182126A (ja) | 2008-08-07 |
Family
ID=39315354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007015586A Pending JP2008182126A (ja) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | エンジンルーム内に設置される電子機器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080264165A1 (ja) |
EP (1) | EP1951011A2 (ja) |
JP (1) | JP2008182126A (ja) |
CN (1) | CN101246027A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010034246A1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-01 | Byd Company Limited | Shell, manufacturing method thereof and electronic device having the same |
JP2010161160A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-07-22 | Tokuyama Corp | 半導体発光素子 |
JP2015002237A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | 三菱電機株式会社 | 電子基板及びそれを用いた制御装置 |
US10655991B2 (en) | 2014-07-30 | 2020-05-19 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Physical-quantity detection device for intake air in an internal combustion engine |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5294414B2 (ja) * | 2009-08-21 | 2013-09-18 | 信越化学工業株式会社 | オルガノポリシルメチレン組成物及びその硬化物 |
JP5463235B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2014-04-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車載用電子機器に用いる基板構造 |
JP6165411B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2017-07-19 | 富士通株式会社 | 電子部品及び電子機器 |
JP2016090413A (ja) | 2014-11-06 | 2016-05-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式空気流量計 |
DE102015206677A1 (de) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | Robert Bosch Gmbh | Sensor zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines durch einen Messkanal strömenden fluiden Mediums |
CN112448088A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 东莞新能德科技有限公司 | 电池 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4421170B2 (ja) | 2002-04-11 | 2010-02-24 | 日鉱金属株式会社 | Ni−Sn合金からなるバリヤー層を備えた回路基板 |
-
2007
- 2007-01-25 JP JP2007015586A patent/JP2008182126A/ja active Pending
-
2008
- 2008-01-15 CN CNA2008100021144A patent/CN101246027A/zh active Pending
- 2008-01-17 EP EP08000848A patent/EP1951011A2/en not_active Withdrawn
- 2008-01-23 US US12/018,658 patent/US20080264165A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010034246A1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-01 | Byd Company Limited | Shell, manufacturing method thereof and electronic device having the same |
JP2010161160A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-07-22 | Tokuyama Corp | 半導体発光素子 |
JP2015002237A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | 三菱電機株式会社 | 電子基板及びそれを用いた制御装置 |
US10655991B2 (en) | 2014-07-30 | 2020-05-19 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Physical-quantity detection device for intake air in an internal combustion engine |
EP3176545B1 (en) * | 2014-07-30 | 2020-09-16 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Physical-quantity detection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101246027A (zh) | 2008-08-20 |
US20080264165A1 (en) | 2008-10-30 |
EP1951011A2 (en) | 2008-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008182126A (ja) | エンジンルーム内に設置される電子機器 | |
CN101285726B (zh) | 包括容纳在共用壳体中的温度传感器的压力传感器装置 | |
EP1310773A2 (en) | Electronic device and thermal type flow meter on vehicle | |
US6752015B2 (en) | Fluid flow device having reduced fluid ingress | |
EP1790954A2 (en) | Air flow sensor | |
JP3780243B2 (ja) | 流量検出装置および電子装置 | |
EP1748288A1 (en) | Temperature-sensing device | |
JP4310086B2 (ja) | エンジン用電子機器 | |
JP2006010426A (ja) | センサ装置およびその製造方法 | |
JP6147248B2 (ja) | 自動車内で用いるためのゲッター層を備えた制御装置 | |
JP5645693B2 (ja) | 空気流量測定装置 | |
JP2011043486A (ja) | 温度センサ | |
JP2008209243A (ja) | 車載電子機器,車載物理量測定計および熱式空気流量計 | |
JP2001311637A (ja) | 流量測定装置、物理検出装置およびエンジンシステム | |
JP4636915B2 (ja) | 空気流量測定装置 | |
WO2010047265A1 (ja) | 温度計測センサー及びその製造方法 | |
JP3914950B2 (ja) | エンジン用熱式流量計 | |
JP2007168786A (ja) | 車載電子機器および熱式流量計 | |
JP2011043485A (ja) | 温度センサ | |
JP5312603B2 (ja) | マスフローセンサおよびマスフローセンサを備えた自動車 | |
US20080237065A1 (en) | Ceramic heater, gas sensor, and method of producing ceramic heater | |
JP2005221430A (ja) | 温度センサ | |
JP3706010B2 (ja) | 電子部品を保護する箱体 | |
JP2005345303A (ja) | 圧力センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081017 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081216 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090519 |