JP2019016724A - Electronic equipment module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種電子機器に使用される電子機器モジュールに関する。 The present invention relates to an electronic device module used in various electronic devices.
以下、従来の電子機器モジュールについて図面を用いて説明する。図4は従来の電子機器モジュールの構成を示した断面模式図であり、電子機器モジュール1は基台部2と、基台部2へ半田3によって実装された半導体素子4と、基台部2および半導体素子4を覆う外装体5とによって構成されていた。また、基台部2における半導体素子4を実装する実装面2Aには凸部6と凹部7とが設けられていた。
Hereinafter, a conventional electronic device module will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional electronic device module. The
凸部6は、半田3と基台部2との固着強度を向上させるとともに、外装体5と基台部2との固着強度を向上させていた。
The
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。
For example,
しかしながら、従来の電子機器モジュール1では半導体素子4が動作したときに大量の熱を放出することによって、特に半導体素子4へ近接する領域においては外装体5と基台部2との間には線膨張係数の差に起因する歪が大きくなり、外装体5と基台部2との固着強度が劣化するおそれを有していた。
However, in the conventional
この結果、上記の熱ストレスが繰り返し生じることによって外装体5と基台部2との固着強度の劣化が、外装体5と基台部2との対向面の広い領域に拡張し、電子機器モジュール1の信頼性が劣化してしまうおそれがある、という課題を有するものであった。
As a result, the deterioration of the fixing strength between the
そこで本発明は電子機器モジュールの信頼性を維持、向上させることを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to maintain and improve the reliability of an electronic device module.
そして、この目的を達成するために本発明は、第1面と前記第1面と反対面の第2面とを有する放熱基台と、前記第1面の少なくとも一部を覆い表面に無数の突起部を有する金属被覆部と、前記金属被覆部に実装された発熱部品と、前記放熱基台の一部と前記金属被覆部と前記発熱部品とを封止する封止樹脂と、を備え、前記突起部の単位面積あたりの配置数は、前記放熱基台の外縁から内側へと向かうに従って多くなる、ことを特徴としたものである。 In order to achieve this object, the present invention provides a heat dissipation base having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and covers a myriad of surfaces covering at least a part of the first surface. A metal covering portion having a protrusion, a heat generating component mounted on the metal covering portion, a part of the heat dissipation base, a sealing resin that seals the metal covering portion and the heat generating component, The number of the protrusions disposed per unit area is increased from the outer edge of the heat dissipation base toward the inner side.
本発明によれば、特に熱に起因する歪が生じ易くなる放熱基台と封止樹脂とが対面する発熱部品に近接した位置では、放熱基台の外周縁に比較して突起部の配置密度を大きくする。これにより、発熱部品に近接した領域においては放熱基台と外装樹脂との固着力は大きくなる。よって、熱ストレスが繰り返し生じることによっても、発熱部品に近接した領
域において放熱基台と封止樹脂との固着強度の劣化は生じにくく、当然ながら、放熱基台と封止樹脂との固着強度の劣化が、放熱基台と封止樹脂との対向面の広い領域に拡張することも生じにくくなる。
According to the present invention, in the position close to the heat-generating component where the heat radiation base and the sealing resin face each other, where the distortion due to heat is likely to occur, the arrangement density of the protrusions compared to the outer peripheral edge of the heat radiation base Increase Thereby, in the area | region close | similar to a heat-emitting component, the adhesive force of a thermal radiation base and exterior resin becomes large. Therefore, even if heat stress is repeatedly generated, the fixing strength between the heat dissipation base and the sealing resin is hardly deteriorated in the region close to the heat generating component. It is difficult for the deterioration to extend to a wide area of the facing surface between the heat radiation base and the sealing resin.
この結果として、固着力の劣化に伴う電子機器モジュールの内部への異物の侵入などが抑制され、長期間に渡って電子機器モジュールの信頼性は高く維持、向上される。 As a result, entry of foreign matter into the electronic device module due to deterioration of the adhesion force is suppressed, and the reliability of the electronic device module is maintained and improved over a long period of time.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態における電子機器モジュールの構成を示す第1の断面模式図である。電子機器モジュール8は、放熱基台9と金属被覆部10と発熱部品11と封止樹脂12とを含む。
(Embodiment)
FIG. 1 is a first schematic cross-sectional view showing the configuration of an electronic device module according to an embodiment of the present invention. The
放熱基台9は第1面9Aと、第1面9Aと反対面の第2面9Bとを有する。金属被覆部10は第1面9Aの少なくとも一部を覆っている。金属被覆部10は表面に無数の突起部13を有する。そして発熱部品11は金属被覆部10に実装されている。さらに、封止樹脂12は放熱基台9の一部と、金属被覆部10と、発熱部品11とを覆い、封止している。ここで、突起部13の単位面積あたりの配置数は、放熱基台9の外縁9Eから内側へと向かうに従って多くなる。
The
以上の構成により、特に熱に起因する歪が生じ易くなる放熱基台9と封止樹脂12とが対面する発熱部品11に近接した位置では、放熱基台9の外縁9Eに比較して突起部13の配置密度を大きくする。このため、発熱部品11に近接した領域においては放熱基台9と封止樹脂12との固着力は放熱基台9の外縁9Eに比較して大きくなる。よって、熱ストレスが繰り返し生じることによっても、発熱部品11に近接した領域において放熱基台9と封止樹脂12との固着強度の劣化は生じにくくなる。当然ながら、放熱基台9と封止樹脂12との固着強度の劣化が、放熱基台9と封止樹脂12との対向面における広い領域に拡張することも生じにくくなる。
With the above configuration, in the position close to the heat-
この結果として、固着力の劣化に伴う電子機器モジュール8の内部への異物の侵入などが抑制され、長期間に渡って電子機器モジュール8の信頼性は高く維持、向上される。
As a result, the entry of foreign matter into the
以下で、電子機器モジュール8について図を用いて詳しく説明する。図2は本発明の実施の形態における電子機器モジュールの構成を示す第2の断面模式図であり、図3は本発明の実施の形態における電子機器モジュールの構成を示す上面視模式図である。
Hereinafter, the
放熱基台9は第1面9Aと、第1面9Aと反対面の第2面9Bとを有する。ここで放熱基台9は、板状の放熱板であっても、あるいは、第1面9Aが実装平面とされて第2面9Bは放熱のためにフィン(図示せず)などが形成されていてもよい。またあるいは、放熱基台9には塊状の金属が用いられ、放熱基台9は放熱基台9の内部に冷却用の液体を流す
流路(図示せず)が設けられた液冷器であってもよい。また、放熱基台9の材質としては放熱特性の良好なアルミニウムやアルミニウム合金が望ましい。
The
特に図2では発熱部品11が配置される放熱基台9の第1面9Aを金属被覆部10は覆っているが、図1に示すように、金属被覆部10が放熱基台9の第1面9Aを不完全に覆った状態であってもよい。いいかえると、放熱基台9の第1面9Aの一部が露出した状態であってもよい。特に、放熱基台9の第1面9Aの一部が露出した領域では、突起部13そのものが不連続に形成され配置された金属被覆部10に相当してもよい。そして、放熱基台9の第1面9Aが露出せずに金属被覆部10で覆われた領域では、金属被覆部10の上に突起部13が配置されている。
In particular, in FIG. 2, the
あるいは、図2に示すように、金属被覆部10が放熱基台9の第1面9Aを完全に覆った状態であってもよい。ここで、突起部13および金属被覆部10は銅や銅合金などの半田濡れ性が良好な金属であることが望ましい。
Alternatively, as shown in FIG. 2, the
ここでは、金属被覆部10、特に突起部13は発熱部品11に近接した領域において封止樹脂12を金属被覆部10に、あるいは放熱基台9に機械的に固着すことが重要な機能である。したがって、放熱基台9の外縁9Eでは放熱基台9の第1面9Aが露出し、かつ、突起部13の単位面積あたりの配置数が、放熱基台9の外縁9Eに向かうにつれて少なくなってよい。この場合、当然ながら、第1面9Aにおける金属被覆部10あるいは突起部13が存在しない露出部14の、第1面9Aの単位面積あたりに占める比率、あるいは、第1面9Aの単位面積あたりの露出部14の面積は、放熱基台9の外縁9Eから内側へと向かうに従って小さくなる。
Here, the
これにより、発熱部品11に近接した領域において封止樹脂12は強固に金属被覆部10へ、あるいは放熱基台9へ固着され、電子機器モジュール8の信頼性は高く維持、向上される。ここで、露出部14は連続した広い面として存在する必要は無く、分散して存在して構わない。
As a result, the
また、図2に示すように金属被覆部10の被覆厚は、放熱基台9の外縁9Eから内側へと向かうに従って厚くしてもよい。より厳密には、放熱基台9の外縁9Eから内側へと向かう方向の単位長さあたりにおける金属被覆部10の平均被覆厚は、放熱基台9の外縁9Eから内側へと向かうに従って厚くしてもよい。
Further, as shown in FIG. 2, the coating thickness of the
金属被覆部10は先にも述べたとおり、特に突起部13は封止樹脂12を金属被覆部10に、あるいは放熱基台9に機械的に固着すことが重要な機能である。これと同時に、金属被覆部10は発熱部品11が半田などの溶接材15による実装が容易となることを目的として設けられている。したがって、金属被覆部10が溶接される領域では、放熱基台9の第1面9Aが露出しないように、金属被覆部10は放熱基台9の外縁9Eに比較して十分な厚さを有しているとよい。
As described above, the
図1および図2では突起部13は、放熱基台9の第1面9Aから図中の上方へ向かうにしたがって尖る尖塔状の形状で一例として示されている。しかしながら、突起部13は必ず尖塔状とする必要はなく、図示はしていないが、球状で第1面9Aに設けられた突起部13や、第1面9A側に括れが形成された瘤状の突起部13や、茸形状の突起部13であってもよい。また、突起部13の形状は一様でなく、上記のような様々な形状の突起部13が混在して配置されていてもよい。特に、突起部13が球状などに形成され、封止樹脂12が突起部13に対して鉤状に係合することで、放熱基台9と封止樹脂12との固着強度は一層向上する。
In FIG. 1 and FIG. 2, the
ここで、先にも述べたように突起部13および金属被覆部10は銅や銅合金などの同一の材質で構成されている。そして、金属被覆部10は小さな領域においても完全に均一な被覆厚で設けられているのではなく、小さな凹凸を有している。言い換えると、金属被覆部10は突起部13が隙間無く密集して配置されたうえで形成されていてもよい。このとき、金属被覆部10の表面の凹凸は、隙間無く密集して配置された突起部13の頭頂部によって形成されていることになる。ここで、上記の凹凸は突起部13の突出高さよりも大幅に小さい。そしてさらに図中における最も上方に位置して側面および頭頂部が露出した状態の突起部13が、金属被覆部10の上に設けられていてもよい。
Here, as described above, the protruding
さらに、突起部13の高さもまた、放熱基台9の外縁9Eから内側へと向かうに従って高くなるように突起部13が設けられてもよい。当然ながら、突起部13の高さが高いほど、溶接材15と突起部13との固着状態および封止樹脂12と突起部13との固着状態は安定するので、結果として電子機器モジュール8の信頼性は高く維持、向上される。
Furthermore, the
ここで、突起部13の高さを示す指標としては、金属被覆部10の表面や、あるいは露出部14と突起部13とによって構成される面における、単位長さあたりの算術平均粗さや、単位面積あたりの算術平均粗さが用いられてもよい。
Here, as an index indicating the height of the protruding
当然ながら、発熱部品11が放熱基台9の中央や中央付近に配置される場合には、発熱部品11の直下あるいは近傍における金属被覆部10上の突起部13の配置密度や突起部13の高さを極大とすることが容易となる。突起部13の配置密度や突起部13の高さが極大となる領域では、溶接材15と突起部13との固着状態および封止樹脂12と突起部13との固着状態もまた最も安定する領域となる。この結果として、電子機器モジュール8の信頼性は高く維持、向上される。
Of course, when the
また、図3に示すように発熱部品11は単独で金属被覆部10の上に配置するだけでなく、金属被覆部10の上に複数の発熱部品11が列状に配置されてもよい。このときもまた、放熱基台9の外縁9Eから内側へと向かうに従って、突起部13の単位面積あたりの配置数が多くなればよい。図3の模式図では個々の突起部13を同じ大きさの点として示しているが、実際の突起部13における個々の上面視での大きさはランダムであってよい。図3は上面視模式図であるため、実際には封止樹脂12が存在するが、ここでは説明の便宜上、封止樹脂12を図示せずに説明している。
Further, as shown in FIG. 3, the
ここで図示のうえでは、突起部13は列状に配置されているものの、実際の突起部13は列状に配置される必要はない。望ましい突起部13の配置形態としては、突起部13の単位面積あたりの配置数つまり、突起部13の配置密度が放熱基台9の外縁9Eから内側へと向かうに従って連続的に上昇する状態である。突起部13の配置密度が連続的に変化することによって、封止樹脂12と突起部13との固着状態もまた連続的に変化する。
Here, although the
いいかえると、封止樹脂12と突起部13との固着状態の不連続点や不連続線は生じない。これにより、封止樹脂12や突起部13に生じる応力が上記の不連続点や不連続線に集中することが回避される。この結果として、電子機器モジュール8の信頼性は高く維持、向上される。
In other words, there are no discontinuities or discontinuities in the fixed state between the sealing
また、発熱部品11と発熱部品11との間に位置する領域は最も発熱部品11による熱ストレスを受けることになる。よって、発熱部品11と発熱部品11との間に位置する領域では、金属被覆部10上における突起部13の位面積あたりの配置数を最も多くするとよい。言い換えると、発熱部品11と発熱部品11との間に位置する領域では、突起部13の配置密度を最も大きくするとよい。
Further, the region located between the
これにより、熱ストレスが繰り返し生じることによっても、発熱部品11に近接した領域において放熱基台9と封止樹脂12との固着強度の劣化は生じにくくなる。
As a result, even when thermal stress repeatedly occurs, deterioration in the fixing strength between the
本発明の電子機器モジュールは、高い信頼性を維持することができるという効果を有し、各種電子機器において有用である。 The electronic device module of the present invention has an effect that high reliability can be maintained, and is useful in various electronic devices.
8 電子機器モジュール
9 放熱基台
9A 第1面
9B 第2面
9E 外縁
10 金属被覆部
11 発熱部品
12 封止樹脂
13 突起部
14 露出部
15 溶接材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1面の少なくとも一部を覆い表面に無数の突起部を有する金属被覆部と、
前記金属被覆部に実装された発熱部品と、
前記放熱基台の一部と前記金属被覆部と前記発熱部品とを封止する封止樹脂と、
を備え、
前記突起部の単位面積あたりの配置数は、前記放熱基台の外縁から内側へと向かうに従って多くなる、
電子機器モジュール。 A heat dissipating base having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A metal covering portion covering at least a part of the first surface and having innumerable protrusions on the surface;
A heat generating component mounted on the metal coating,
A sealing resin that seals a part of the heat dissipation base, the metal cover, and the heat-generating component;
With
The number of arrangement per unit area of the protrusions increases from the outer edge of the heat dissipation base toward the inside.
Electronic equipment module.
前記第1面の単位面積あたりの前記露出部の面積は、前記放熱基台の外縁から内側へと向かうに従って小さくなる、
請求項1に記載の電子機器モジュール。 In the outer edge of the heat dissipation base, the first surface has an exposed portion where a part of the first surface is exposed from the metal covering portion,
The area of the exposed portion per unit area of the first surface decreases as it goes inward from the outer edge of the heat dissipation base,
The electronic device module according to claim 1.
請求項1に記載の電子機器モジュール。 The metal coating portion is made of a copper alloy, and the heat dissipation base is made of an aluminum alloy.
The electronic device module according to claim 1.
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JP7418178B2 (en) | 2019-10-17 | 2024-01-19 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device and its manufacturing method |
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JPH10163401A (en) * | 1996-12-04 | 1998-06-19 | Sony Corp | Lead frame, semiconductor package, and manufacture of semiconductor package |
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2017
- 2017-07-10 JP JP2017134298A patent/JP6920585B2/en active Active
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