JP5768682B2 - Electronic device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電子装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic device and a method for manufacturing the same.
電子部品を実装したセラミック基板の片面側をモールド樹脂で封止した(ハーフモールド)構造の電子装置においては、セラミック基板のみを用いて樹脂成形すると、型締め時に直接印加される力により、基板割れ・クラックが発生するため、セラミック基板の裏面に金属板を接着する構造が一般的である(例えば、特許文献1、2参照)。この金属板は、セラミック基板に実装した電子部品からの発熱を外部に放出する放熱板の役割も兼ねている。
In an electronic device having a structure in which one side of a ceramic substrate on which electronic components are mounted is sealed with a mold resin (half mold), if the resin is molded using only the ceramic substrate, the substrate cracks due to the force directly applied during mold clamping Since cracks occur, a structure in which a metal plate is bonded to the back surface of the ceramic substrate is common (see, for example,
また、セラミック基板と金属板の接着には、モールド樹脂成形時の温度、成形後の構造体の市場環境(温度サイクル、湿度環境)などに耐えられる材料としてシリコーン系やエポキシ樹脂系などの接着剤が実際に使用されていた。 Also, for bonding ceramic substrates and metal plates, adhesives such as silicone and epoxy resins are used as materials that can withstand the temperature during molding resin molding and the market environment of the structure after molding (temperature cycle, humidity environment). Was actually used.
そして、近年の高機能化に伴い、搭載する電子部品点数の増加により、セラミック基板が大型化する傾向にある。基板が大型化すればするほど、金属板との熱膨張係数差から、基板−金属板の反り量が大きくなることから、この反りを抑えるために、接着剤としては、より柔らかいシリコーン系接着剤を選択するのが一般的となっている(例えば、特許文献2参照)。 With the recent increase in functionality, the ceramic substrate tends to increase in size due to an increase in the number of electronic components to be mounted. The larger the substrate, the greater the amount of warpage between the substrate and the metal plate due to the difference in coefficient of thermal expansion with the metal plate. Therefore, in order to suppress this warpage, a softer silicone adhesive is used as the adhesive. Is generally selected (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、シリコーン系接着剤を使用する場合、その硬化過程で発生する低分子シロキサン成分などのヒュームがセラミック基板の実装面に付着することによって、基板-モールド樹脂間の初期密着が阻害され、初期(樹脂成形時)および電子装置の市場環境(使用時)での温度サイクル時に界面剥離が生じるという問題があった。 However, when using a silicone-based adhesive, fumes such as low-molecular siloxane components generated during the curing process adhere to the mounting surface of the ceramic substrate, thereby preventing the initial adhesion between the substrate and the mold resin. There has been a problem that interfacial delamination occurs during a temperature cycle in the market environment (during use) of an electronic device.
従来では、この問題の解決策として、接着剤の表面を硬化前に覆うことで、セラミック基板実装面のヒューム汚染を防止するなどの様々な工夫が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 Conventionally, as a solution to this problem, various ideas have been proposed such as preventing fouling of the ceramic substrate mounting surface by covering the surface of the adhesive before curing (see, for example, Patent Document 3). .
ところで、本発明者は、セラミック基板と金属板とを接着する接着剤として、上述のヒューム汚染が避けられないシリコーン系の使用を止め、エポキシ樹脂系の使用での成立性を検討した。 By the way, the present inventor stopped using a silicone-based adhesive that cannot avoid fume contamination as an adhesive for bonding a ceramic substrate and a metal plate, and examined the feasibility of using an epoxy resin-based adhesive.
その結果、エポキシ樹脂系接着剤、シリコーン系接着剤をそれぞれ用いて、セラミック基板と金属板とを接着した接着構造体の温度変化時に発生する反り量を測定したところ、エポキシ樹脂系接着剤を用いた接着構造体は、シリコーン系接着剤を用いた接着構造体の数倍の反り量が発生した。この反り量は、実装される電子部品の点数が多い大型のセラミック基板において、格段に大きなものとなる。 As a result, the amount of warpage that occurred when the temperature of the bonded structure bonded to the ceramic substrate and the metal plate was measured using an epoxy resin adhesive and a silicone adhesive, respectively. The warped amount of the bonded structure was several times that of the bonded structure using the silicone adhesive. This amount of warpage is remarkably large in a large ceramic substrate having a large number of electronic components to be mounted.
このため、電子部品が実装されたセラミック基板と金属板とをエポキシ樹脂系接着剤で接着し、金属板の非接着面を露出しつつ、これらをモールド樹脂で封止した電子装置では、モールド樹脂の成形時や電子装置の市場環境での温度変化時に、熱膨張係数差による大きな熱応力が発生することが推測され、セラミック基板−モールド樹脂界面の剥離やクラックの発生するリスクが考えられる。セラミック基板−モールド樹脂界面の剥離が進展すると、電子部品の電気接続が切断される等の問題が予測される。 For this reason, in an electronic device in which a ceramic substrate on which electronic components are mounted and a metal plate are bonded with an epoxy resin adhesive, and the non-adhesive surface of the metal plate is exposed and sealed with a mold resin, the mold resin It is presumed that a large thermal stress is generated due to a difference in thermal expansion coefficient at the time of molding or temperature change in the market environment of the electronic device, and there is a risk of peeling or cracking of the ceramic substrate-mold resin interface. When peeling of the ceramic substrate-mold resin interface progresses, problems such as disconnection of electrical connections of electronic components are predicted.
本発明は上記点に鑑みて、電子部品が実装されたセラミック基板と金属板とを接着剤で接着し、金属板の非接着面を露出しつつ、これらをモールド樹脂で封止した電子装置において、エポキシ樹脂系の接着剤を使用した場合における温度変化時に発生する熱応力を低減できる電子装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides an electronic device in which a ceramic substrate on which an electronic component is mounted and a metal plate are bonded with an adhesive, and the non-bonded surface of the metal plate is exposed and sealed with a mold resin. An object of the present invention is to provide an electronic device and a method for manufacturing the same that can reduce the thermal stress generated when the temperature changes when an epoxy resin adhesive is used.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、複数の個片に分割するための分割部(13)を有する1つのセラミック基板(10)を用意し、1つのセラミック基板(10)の一面(10a)に対して、複数の個片となる領域(11、12)のそれぞれに、電子部品(40)を実装する実装工程と、
1つのセラミック基板(10)の他面(10b)に対して、複数の個片となる領域(11、12)のそれぞれに分けて、金属板(21、22)をエポキシ樹脂系の接着剤(60)で接着する接着工程と、
電子部品(40)が実装され、金属板(21、22)が接着された1つのセラミック基板(10)を、成形用の型(101、102)の内部に配置し、型(101、102)の内部にモールド樹脂(30)を流入させることにより、モールド樹脂(30)を成形する成形工程とを有し、
成形工程では、型(101、102)の内部へのモールド樹脂(30)の流入前、もしくは、流入中に、型(101、102)の内部で1つのセラミック基板(10)を複数の個片(11、12)に分割し、複数の個片に分割されたセラミック基板(11、12)を、互いに電気的に接続されている状態で、モールド樹脂(30)で封止して1つの樹脂成形体を成形することを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, one ceramic substrate (10) having a dividing portion (13) for dividing into a plurality of pieces is prepared, and one ceramic substrate (10) is prepared. A mounting step of mounting the electronic component (40) on each of the regions (11, 12) to be a plurality of pieces on the one surface (10a),
For the other surface (10b) of one ceramic substrate (10), the metal plates (21, 22) are divided into epoxy resin-based adhesives (11, 12), respectively. 60) bonding process,
One ceramic substrate (10) on which the electronic component (40) is mounted and the metal plates (21, 22) are bonded is placed inside the molding die (101, 102), and the die (101, 102) A molding step of molding the mold resin (30) by allowing the mold resin (30) to flow into
In the molding process, a single ceramic substrate (10) is placed inside the mold (101, 102) before the mold resin (30) flows into the mold (101, 102) or during the inflow. The ceramic substrates (11, 12) divided into (11, 12) and divided into a plurality of pieces are sealed with a mold resin (30) in a state where they are electrically connected to each other, and thus one resin. It is characterized by molding a molded body.
ここで、セラミック基板の面積が小さいほど、温度変化時に発生する熱応力は小さくなる。したがって、本発明によれば、1つの樹脂成形体内に1つのセラミック基板を複数の個片に分割して封止しているので、1つの樹脂成形体内に1つのセラミック基板(本発明における複数の個片に分割される前のセラミック基板に相当)を封止する場合と比較して、温度変化時に発生する熱応力を低減できる。 Here, the smaller the area of the ceramic substrate, the smaller the thermal stress generated when the temperature changes. Therefore, according to the present invention, since one ceramic substrate is divided into a plurality of pieces and sealed in one resin molded body, one ceramic substrate (a plurality of ceramic substrates in the present invention) is sealed. Compared with the case of sealing (corresponding to the ceramic substrate before being divided into individual pieces), the thermal stress generated at the time of temperature change can be reduced.
さらに、本発明によれば、成形用の型の内部で1つのセラミック基板を複数の個片に分割することから、電子部品の実装工程や金属板の接着工程を、複数の個片に分割される前のセラミック基板に対して一括で簡便に行うことができる。 Furthermore, according to the present invention, since one ceramic substrate is divided into a plurality of pieces inside the mold for molding, the mounting process of the electronic component and the bonding process of the metal plate are divided into a plurality of pieces. It is possible to carry out the process simply and collectively on the ceramic substrate before being processed.
このように、本発明は、積極的に、セラミック基板を割るものであるのに対して、上記特許文献1に記載の発明は、セラミック基板の割れを防止するものである点で、両発明は大きく相違している。
As described above, the present invention actively breaks the ceramic substrate, whereas the invention described in
また、本発明において、複数の個片に分割されたセラミック基板を互いに電気的に接続されている状態とするためには、例えば、成形工程の前に、変形可能な接続部材を用いて、1つのセラミック基板のうち複数の個片となる領域同士を電気的に接続する工程を行えば良い。 In the present invention, in order to make the ceramic substrates divided into a plurality of pieces electrically connected to each other, for example, using a deformable connecting member before the forming step, 1 A step of electrically connecting a plurality of individual regions of one ceramic substrate may be performed.
また、型の内部でセラミック基板を分割する方法としては、例えば、請求項2に記載のように、型(101、102)の内部へのモールド樹脂(30)の流入前に、1つのセラミック基板(10)を一面(10a)側から型(102)に押さえつける力を利用して、1つのセラミック基板(10)を複数の個片に分割する方法が採用可能である。 Further, as a method of dividing the ceramic substrate inside the mold, for example, as described in claim 2, one ceramic substrate is formed before the mold resin (30) flows into the mold (101, 102). A method of dividing one ceramic substrate (10) into a plurality of pieces can be employed by utilizing the force of pressing (10) from the one surface (10a) side to the mold (102).
より具体的には、請求項3、4に記載の発明を採用することができる。 More specifically, the inventions described in claims 3 and 4 can be employed.
請求項3に記載の発明では、接着工程で、複数の個片となる領域(11、12)に1つずつ金属板(21、22)を接着するとともに、金属板(21、22)とセラミック基板(10)との間隔が、分割部(13)に近い側が分割部(13)に遠い側よりも大きく、もしくは、小さくなるように、分割部(13)を挟んで配置された2つの金属板(21、22)の両方を1つのセラミック基板(10)に対して傾斜させて接着し、
成形工程で、1つのセラミック基板(10)に対して傾斜して接着された金属板(21、22)の非接着面(21b、22b)を、型(102)の平坦な内面(102a)に接触させるように、1つのセラミック基板(10)を一面(10a)側から型(102)に押さえつけることにより、1つのセラミック基板(10)を複数の個片(11、12)に分割することを特徴としている。
In the invention according to claim 3, in the bonding step, the metal plates (21, 22) are bonded one by one to the regions (11, 12) to be a plurality of pieces, and the metal plates (21, 22) and the ceramic are bonded. Two metals arranged with the division part (13) sandwiched so that the distance to the substrate (10) is larger or smaller on the side closer to the division part (13) than on the side far from the division part (13) Both the plates (21, 22) are inclined and bonded to one ceramic substrate (10),
In the forming step, the non-adhesive surfaces (21b, 22b) of the metal plates (21, 22) bonded to the single ceramic substrate (10) at an inclination are formed on the flat inner surface (102a) of the mold (102). By pressing one ceramic substrate (10) against the mold (102) from the one surface (10a) side so as to make contact, dividing one ceramic substrate (10) into a plurality of pieces (11, 12) is possible. It is a feature.
このように、金属板を傾斜させて接着すれば、1つのセラミック基板を型に押さえつけるだけで、1つのセラミック基板に曲げ応力が働くので、容易に、1つのセラミック基板を複数の個片に分割できる。 In this way, if a metal plate is inclined and bonded, only one ceramic substrate is pressed against the mold, and bending stress acts on one ceramic substrate, so one ceramic substrate can be easily divided into multiple pieces. it can.
請求項4に記載の発明では、成形工程で、1つのセラミック基板(10)の一面(10a)のうち分割部(13)から離れた部分に当接する一面側当接部(111、112)と、1つのセラミック基板(10)の他面(10b)のうち分割部(13)に当接する他面側当接部(113、114)が設けられた型(101、102)を用い、
他面側当接部(113、114)が1つのセラミック基板(10)の分割部(13)を支持しつつ、一面側当接部(111、112)によって1つのセラミック基板(10)を一面(10a)側から型(102)に押さえつけることにより、1つのセラミック基板(10)を複数の個片(11、12)に分割することを特徴としている。
In the invention according to claim 4, the one-surface-side contact portions (111, 112) that contact the portion separated from the divided portion (13) in one surface (10 a) of one ceramic substrate (10) in the forming step. Using the mold (101, 102) provided with the other surface side contact portion (113, 114) that contacts the divided portion (13) of the other surface (10b) of one ceramic substrate (10),
While the other surface side contact portions (113, 114) support the divided portion (13) of one ceramic substrate (10), the one surface side contact portions (111, 112) hold one ceramic substrate (10) on one side. One ceramic substrate (10) is divided into a plurality of pieces (11, 12) by pressing against the mold (102) from the (10a) side.
このような型を用いれば、1つのセラミック基板を押さえつけた際に、1つのセラミック基板に曲げ応力が働くので、容易に、1つのセラミック基板を複数の個片に分割できる。 If such a mold is used, a bending stress acts on one ceramic substrate when one ceramic substrate is pressed, so that one ceramic substrate can be easily divided into a plurality of pieces.
また、型の内部でセラミック基板を分割する他の方法として、例えば、請求項5に記載のように、型(101、102)の内部にモールド樹脂(30)を流入させる際に、1つのセラミック基板(10)の一面(10a)のうち分割部(13)に対して、1つのセラミック基板(10)の他の部位よりも先に、モールド樹脂(30)を到達させることにより、型(101、102)の内部へのモールド樹脂(30)の流入中に、モールド樹脂(30)の流れを利用して、1つのセラミック基板(10)を複数の個片に分割する方法も採用可能である。 In addition, as another method of dividing the ceramic substrate inside the mold, for example, when the mold resin (30) is allowed to flow into the mold (101, 102) as described in claim 5, one ceramic is used. The mold (101) is made to reach the divided part (13) of the one surface (10a) of the substrate (10) before the other part of the one ceramic substrate (10) is reached. , 102), the method of dividing one ceramic substrate (10) into a plurality of pieces using the flow of the mold resin (30) during the inflow of the mold resin (30) into the interior of the inside (102). .
請求項6に記載の発明では、一面(11a、12a)とその反対側の他面(11b、12b)を有し、一面(11a、12a)に複数の電子部品(40)が実装されたセラミック基板(11、12)と、セラミック基板(11、12)の他面(11b、12b)に接着剤(60)を介して接着された金属板(21、22)と、金属板(21、22)の接着剤(60)が接着された面(21a、22a)とは反対側の非接着面(21b、22b)を露出しつつ、電子部品(40)、セラミック基板(11、12)および金属板(21、22)を封止したモールド樹脂(30)とを備える電子装置において、
接着剤(60)は、エポキシ樹脂系の接着剤であり、
セラミック基板は、分割部(13)を有する1つのセラミック基板(10)を分割部(13)で分割して複数の個片(11、12)に分割されており、
金属板(21、22)は、複数の個片に分割されたセラミック基板(11、12)のそれぞれに分かれて接着されるとともに、金属板(21、22)とセラミック基板(10)との間隔が、分割部(13)に近い側が分割部(13)に遠い側よりも大きく、もしくは、小さくなるように、分割部(13)を挟んで配置された2つの金属板(21、22)の両方を1つのセラミック基板(10)に対して傾斜させて接着されており、
複数の個片に分割されたセラミック基板(11、12)は、互いに電気的に接続されているとともに、1つの樹脂成形体をなすモールド樹脂(30)で封止されていることを特徴としている。
In the invention described in claim 6, the ceramic has one surface (11a, 12a) and the other surface (11b, 12b) on the opposite side, and a plurality of electronic components (40) are mounted on the one surface (11a, 12a). A metal plate (21, 22) bonded to the other surface (11b, 12b) of the substrate (11, 12) with an adhesive (60); and a metal plate (21, 22). ), The electronic component (40), the ceramic substrate (11, 12) and the metal, while exposing the non-adhesive surfaces (21b, 22b) opposite to the surfaces (21a, 22a) to which the adhesive (60) is adhered. In an electronic device comprising a mold resin (30) in which plates (21, 22) are sealed,
The adhesive (60) is an epoxy resin adhesive,
The ceramic substrate is divided into a plurality of pieces (11, 12) by dividing one ceramic substrate (10) having the divided portion (13) by the divided portion (13) ,
Metal plate (21, 22), the spacing of the glued divided into each Rutotomoni, metal plate (21, 22) and the ceramic substrate (10) of the ceramic substrate which is divided into a plurality of pieces (11, 12) However, the two metal plates (21, 22) arranged with the division part (13) sandwiched so that the side closer to the division part (13) is larger or smaller than the side far from the division part (13). Both are bonded to one ceramic substrate (10) while being inclined .
The ceramic substrates (11, 12) divided into a plurality of pieces are electrically connected to each other and sealed with a mold resin (30) forming one resin molded body. .
ここで、セラミック基板の面積が小さいほど、温度変化時に発生する熱応力は小さくなる。したがって、本発明によれば、1つの樹脂成形体内に1つのセラミック基板を複数の個片に分割して封止しているので、1つの樹脂成形体内に1つのセラミック基板(本発明における複数の個片に分割される前のセラミック基板に相当)を封止する場合と比較して、温度変化時に発生する熱応力を低減できる。 Here, the smaller the area of the ceramic substrate, the smaller the thermal stress generated when the temperature changes. Therefore, according to the present invention, since one ceramic substrate is divided into a plurality of pieces and sealed in one resin molded body, one ceramic substrate (a plurality of ceramic substrates in the present invention) is sealed. Compared with the case of sealing (corresponding to the ceramic substrate before being divided into individual pieces), the thermal stress generated at the time of temperature change can be reduced.
請求項6に記載の発明においては、請求項7に記載の発明のように、複数の個片に分割されたセラミック基板(11、12)は、変形可能な接続部材(50)によって、互いに電気的に接続されている構成を採用できる。 In the invention described in claim 6, as in the invention described in claim 7, the ceramic substrates (11, 12) divided into a plurality of pieces are electrically connected to each other by the deformable connecting member (50). Can be adopted.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1に、本実施形態における電子装置1の概略断面図を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an
電子装置1は、セラミック基板11、12と、金属板21、22と、モールド樹脂30とを備えている。
The
セラミック基板11、12は、回路面である一面11a、12aとその反対側の他面11b、12bとを有しており、一面11a、12aに複数の電子部品40が実装されている。電子部品40は、特に限定されるものではなく、例えば、ICチップ、抵抗器、コイル等が挙げられる。
The
セラミック基板11、12は、複数の個片(本実施形態では2つ)に分割されており、複数の個片に分割されたセラミック基板11、12は、フレキシブル基板50によって、互いに電気的に接続されている。フレキシブル基板50は、熱可塑性樹脂で形成され、柔軟性を有する配線基板である。
The
金属板21、22は、セラミック基板11、12の他面11b、12bに接着剤60を介して接着されている。金属板21、22は、複数の個片に分割されたセラミック基板11、12のそれぞれに分かれて接着されている。本実施形態では、1つの金属板が分割された1つのセラミック基板に接着されており、1つの金属板は2つ以上のセラミック基板に跨って接着されていない。
The
本実施形態の接着剤60は、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤、すなわち、エポキシ樹脂系の接着剤である。エポキシ樹脂系の接着剤としては、一般的なものが採用可能である。 The adhesive 60 of this embodiment is an adhesive mainly composed of an epoxy resin, that is, an epoxy resin adhesive. As an epoxy resin adhesive, a general adhesive can be used.
モールド樹脂30は、金属板21、22の接着剤60が接着された面21a、22aと反対側の非接着面21b、22bを露出しつつ、複数の電子部品40、セラミック基板11、12および金属板21、22を封止している。モールド樹脂30は、1つの樹脂成形体であり、この1つの樹脂成形体によって、複数の個片に分割されたセラミック基板11、12が封止されている。
The
なお、電子装置1は、図示していないが、セラミック基板11、12と電気的に接続されたリードフレームを備えている。
Although not shown, the
次に、図1に示される構造の電子装置1の製造方法について説明する。図2(a)〜(c)、図3に電子装置の製造工程を示す。
Next, a method for manufacturing the
まず、図2(a)に示すように、1つの大型セラミック基板10を用意し、このセラミック基板10の一面10aに電子部品40を実装する実装工程を行う。
First, as shown in FIG. 2A, one large
用意するセラミック基板10は、基板を分割する位置に、複数の個片11、12に分割するための分割部13が予め形成されたものである。ここで、図4(a)〜(c)に分割部13の例を示す。セラミック基板10の製造段階において、分割部13として、例えば、図4(a)に示す分割溝13aや、図4(b)に示すザグリ13bを、セラミック基板10の一面10aと他面10bの両面に、予め形成しておく。分割溝13aやザグリ13bが形成された箇所は、他の部位よりも薄肉となるので、分割溝13aやザグリ13bが形成された箇所で分割され易くなる。
The
このように、分割部13を予め設けておくことで、図4(a)、(b)中の波線で示す所望位置にて、1つのセラミック基板10を分割することができる。なお、図4(a)、(b)では、分割溝13aやザグリ13bを、セラミック基板10の一面10aと他面10bの両面に形成したが、片面に形成しても良い。また、図4(c)に示すように、一定の幅を切り落とすように、複数の分割溝13aを所定間隔で形成しても良い。
Thus, by providing the dividing
そして、このようなセラミック基板10における複数の個片となる領域11、12のそれぞれに、電子部品40を実装する。例えば、電子部品40をはんだやAgペースト等の導電性接着剤でセラミック基板10に接着し、AlやAu等の金属ワイヤにて電子部品40とセラミック基板10とをボンディングする。
And the
続いて、図2(b)に示すように、1つのセラミック基板10のうち複数の個片となる領域11、12同士を電気的に接続する工程を行う。具体的には、分割される基板11、12間がフレキシブル基板50でつながるように、1つのセラミック基板10の他面10bにフレキシブル基板50を熱圧着し、分割後の基板11、12間の電気的接続を確保する。このとき、フレキシブル基板50がたわみを有する状態とすることで、基板分割時の影響を受けないようにすることができる。なお、ここでは、フレキシブル基板50をセラミック基板10の他面10bに接続したが、セラミック基板10の一面10aに接続しても良い。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, a step of electrically connecting the
続いて、図2(c)に示すように、1つのセラミック基板10の他面10bに、金属板21、22をエポキシ樹脂系の接着剤60で接着する接着工程を行う。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, a bonding process is performed in which the
このとき、複数(本実施形態では2つ)の金属板21、22を使用し、1つのセラミック基板10の他面10bに対して、複数の個片となる領域11b、12bのそれぞれに分けて、複数の金属板21、22を接着する。具体的には、1つの金属板21、22は、1つのセラミック基板10を分割した後の個片11、12に対応するサイズに作製されたものであり、1つの金属板21、22をセラミック基板10の分割後に1つの個片となる領域11、12に接着する。
At this time, a plurality of (two in the present embodiment)
また、この接着工程では、図2(c)に示すように、接着剤60の厚みに勾配をつける。すなわち、金属板21、22とセラミック基板10との間隔が、分割部13に近い側が分割部13に遠い側よりも大きくなるように、分割部13を挟んで配置された2つの金属板21、22の両方を1つのセラミック基板10に対して傾斜させて接着する。
In this bonding step, a gradient is given to the thickness of the adhesive 60 as shown in FIG. That is, the two
また、この接着工程では、後述するセラミック基板10の分割の際に、より分割が容易にできるように、1つのセラミック基板10の他面10bのうち分割部13の近傍を除く位置に接着剤60、金属板21、22を配置し、分割部13の近傍には接着剤60、金属板21、22を配置しないことが望ましい。
Further, in this bonding step, the adhesive 60 is disposed at a position excluding the vicinity of the divided
続いて、図3(a)〜(c)に示すように、モールド樹脂30を成形する成形工程を行う。
Subsequently, as shown in FIGS. 3A to 3C, a molding process for molding the
具体的には、図3(a)に示すように、図2(c)に示す実装構造体を成形機、すなわち、上下金型101、102の内部にセットする。このとき、セラミック基板10の一面10a側であって、分割部13を挟んだ両端側に基板押さえピン111、112が配置される。基板押さえピン111、112は、1つのセラミック基板10の一面10aのうち分割部13から離れた部分に当接する一面側当接部である。
Specifically, as shown in FIG. 3A, the mounting structure shown in FIG. 2C is set in a molding machine, that is, the upper and
そして、図3(a)、(b)に示すように、基板押さえピン111、112により、1つのセラミック基板10に対して傾斜して接着された金属板21、22の非接着面21b、22bを、下金型102の平坦な内面102aに接触させるように、1つのセラミック基板10を一面10a側から下金型102に押さえつける。この押さえつける力を利用して、1つのセラミック基板10を複数の個片、本実施形態では2つの個片11、12に分割する。
Then, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
その後、図3(c)に示すように、金属板21、22の非接着面21b、22bが下金型102の平坦な内面102aに接触した状態で、モールド樹脂30を金型101、102内に流入させることにより、複数の個片に分割されたセラミック基板11、12をモールド樹脂30で封止して1つの樹脂成形体30を成形する。このようにして、図1に示される構造の電子装置1が製造される。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the
次に、本実施形態の主な特徴を説明する。 Next, main features of the present embodiment will be described.
本実施形態では、セラミック基板10と金属板21、22とを接着する接着剤60として、シリコーン系の使用を止め、エポキシ樹脂系を使用するので、低分子シロキサン成分などのヒュームがセラミック基板の実装面に付着することによる上記した問題を回避できる。
In this embodiment, as the adhesive 60 that bonds the
しかし、接着剤をシリコーン系からエポキシ樹脂系に変更した場合では、セラミック基板と金属板の接着構造体の温度変化時に発生する反り量が大きくなり、大型のセラミック基板を用いる場合においては、この反り量が格段に大きくなってしまう。 However, when the adhesive is changed from silicone to epoxy resin, the amount of warpage that occurs when the temperature of the bonded structure between the ceramic substrate and the metal plate increases, and this warpage occurs when a large ceramic substrate is used. The amount will be much larger.
そこで、本実施形態では、成形工程において、金型101、102の内部へのモールド樹脂30の流入前に、金型101、102の内部で1つのセラミック基板10を複数の個片に分割した後、複数の個片に分割されたセラミック基板11、12を、モールド樹脂30で封止して1つの樹脂成形体を成形している。
Therefore, in the present embodiment, after the
セラミック基板が小型、すなわち、セラミック基板の面積が小さければ、セラミック基板と金属板の接着構造体の温度変化時に発生する反り量が小さくなる。したがって、本実施形態によれば、1つの樹脂成形体30内に1つのセラミック基板10を複数の個片11、12に分割して封止しているので、1つの樹脂成形体30内に1つの大型のセラミック基板を封止する場合と比較して、温度変化時に発生する熱応力を低減できる。
If the ceramic substrate is small, that is, if the area of the ceramic substrate is small, the amount of warpage that occurs when the temperature of the bonded structure between the ceramic substrate and the metal plate changes. Therefore, according to the present embodiment, since one
さらに、本実施形態では、成形工程前に、フレキシブル基板50によって、1つのセラミック基板10のうち複数の個片となる領域11、12同士を電気的に接続した状態とし、成形工程において、成形用の金型101、102の内部で、1つのセラミック基板10を複数の個片11、12に分割している。
Further, in the present embodiment, before the molding process, the
ここで、本実施形態とは異なり、図1中のセラミック基板11、12に相当する大きさの小型のセラミック基板を複数用意し、小型のセラミック基板のそれぞれに電子部品40を実装するとともに金属板21、22を接着した後、これらの接着構造体同士を電気的に接続した状態で、成形工程を行うことによっても、図1に示すような構造の電子装置を製造できる。
Here, unlike the present embodiment, a plurality of small ceramic substrates having a size corresponding to the
ただし、本実施形態のように、1つのセラミック基板10のうち複数の個片となる領域11、12のそれぞれに、電子部品40を実装するとともに金属板21、22を接着するようにすれば、電子部品40の実装工程や金属板21、22の接着工程を、複数の個片11、12に分割される前のセラミック基板10に対して一括で簡便に行うことができる。
However, as in this embodiment, if the
また、本実施形態とは異なり、成形工程の前に、電子部品40が実装されるとともに金属板21、22が接着された1つのセラミック基板10を複数の個片11、12に分割した後、金型101、102の内部に配置して、成形工程を行うことによっても、図1に示すような構造の電子装置を製造できる。
Further, unlike the present embodiment, before the molding process, after dividing the single
ただし、本実施形態のように、金型101、102の内部で、1つのセラミック基板10を複数の個片11、12に分割すれば、複数の個片に分割した状態のセラミック基板を金型の内部に配置する場合と比較して、金型101、102の内部へのセラミック基板の設置が容易となる。
However, if one
(第2実施形態)
図5(a)、(b)に、本実施形態における電子装置の製造工程の一部を示す。図5(a)、(b)は、図3(a)、(c)に対応する図である。なお、図5(a)、(b)では、便宜上、図3(a)、(c)中の電子部品40、フレキシブル基板50を省略して示している。以下では、第1実施形態との相違点を説明する。
(Second Embodiment)
5A and 5B show a part of the manufacturing process of the electronic device in the present embodiment. FIGS. 5A and 5B correspond to FIGS. 3A and 3C. 5A and 5B, for convenience, the
本実施形態では、接着工程において、接着剤60の厚みに勾配をつけず、金属板21、22とセラミック基板10との間隔を均等にする。すなわち、金属板21、22とセラミック基板10とを平行にする。
In the present embodiment, in the bonding process, the thickness of the adhesive 60 is not inclined, and the intervals between the
また、図5(a)に示すように、成形工程において、実装構造体を上下金型101、102の内部にセットしたときに、セラミック基板10の一面10aのうち分割部13を挟んだ両端側に当接する位置に基板押さえピン111、112が配置され、セラミック基板10の他面10bのうち分割部13に当接する位置に基板押さえピン113が配置されるようにする。他面10b側の基板押さえピン113は、1つのセラミック基板10の他面10bのうち分割部13に当接する他面側当接部である。なお、これらの基板押さえピン111〜113は、上下金型101、102と別体のものである。
Further, as shown in FIG. 5A, when the mounting structure is set in the upper and
そして、基板押さえピン111〜113によって、1つのセラミック基板10を押さえつける力を利用して、1つのセラミック基板10を複数の個片、本実施形態では2つの個片11、12に分割する。具体的には、セラミック基板10の他面10b側で基板押さえピン113が分割部13を支持しつつ、基板押さえピン111、112が1つのセラミック基板10を一面10a側から下金型102に押さえつけることにより、1つのセラミック基板10を分割する。
Then, one
このような型を用いれば、1つのセラミック基板10を押さえつけた際に、1つのセラミック基板10に曲げ応力が働くので、容易に、1つのセラミック基板10を複数の個片11、12に分割できる。
If such a mold is used, a bending stress acts on one
(第3実施形態)
図6(a)、(b)に、本実施形態における電子装置の製造工程の一部を示す。図6(a)、(b)は、図5(a)、(b)に対応する図である。以下では、第2実施形態に対する変更点を説明する。
(Third embodiment)
6A and 6B show a part of the manufacturing process of the electronic device in the present embodiment. FIGS. 6A and 6B correspond to FIGS. 5A and 5B. Hereinafter, changes to the second embodiment will be described.
本実施形態では、図6(a)に示すように、成形工程において、基板押さえピン113の代わりに、突起部114が設けられた下型102を用いる。下型102と一体となっており、下型102の一部である。この突起部114は、図2(c)に示す実装構造体を上下金型101、102の内部にセットしたときに、1つのセラミック基板10の他面10bのうち分割部13に当接する他面側当接部である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the
本実施形態においても、基板押さえピン111、112によってセラミック基板10を一面10a側から下型102に押さえつけた際に、セラミック基板10の他面10b側で、下型102の突起部114が分割部13を支持した状態となり、1つのセラミック基板10に曲げ応力が働くので、容易に、1つのセラミック基板10を複数の個片11、12に分割できる。
Also in the present embodiment, when the
(第4実施形態)
図7(a)、(b)に、本実施形態における電子装置の製造工程の一部を示す。図7(a)、(b)は、図3(a)、(c)に対応する図である。なお、図7(a)、(b)では、便宜上、図3(a)、(c)中の電子部品40、フレキシブル基板50を省略して示している。以下では、第1実施形態との相違点を説明する。
(Fourth embodiment)
7A and 7B show a part of the manufacturing process of the electronic device in the present embodiment. FIGS. 7A and 7B are diagrams corresponding to FIGS. 3A and 3C. 7A and 7B, the
本実施形態では、接着工程において、接着剤60の厚みに勾配をつけず、金属板21、22とセラミック基板10との間隔を均等にする。
In the present embodiment, in the bonding process, the thickness of the adhesive 60 is not inclined, and the intervals between the
また、図7(a)に示すように、成形工程において、内面に勾配をつけた下金型102を用いている。具体的には、下金型102の内面は、断面が山形状であり、頂部102bと、頂部102bを挟んだ両側に位置する2つの斜面102c、102dとを有している。頂部102bは、上下金型101、102の内部にセラミック基板10を配置したときに、セラミック基板10の分割部13に対向する位置にあり、2つの斜面102c、102dは、分割部13に対向する部位を上方とし、分割部13から離れた部位を下方として、傾斜している。
Further, as shown in FIG. 7A, in the molding process, a
そして、図7(a)、(b)に示すように、セラミック基板10の一面10aに配置された基板押さえピン111、112により、金属板21、22を下金型102の斜面102c、102dに接触させるように、1つのセラミック基板10を一面10a側から下金型102に押さえつける。この押さえつける力を利用して、1つのセラミック基板10を2つの個片11、12に分割することもできる。
Then, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
(実5実施形態)
図8(a)、(b)に、本実施形態における電子装置の製造工程の一部を示す。図8(a)、(b)は、図3(a)、(c)に対応する図である。なお、図8(a)、(b)では、便宜上、図3(a)、(c)中の電子部品40、フレキシブル基板50を省略して示している。以下では、第1実施形態との相違点を説明する。
(Actual 5 embodiment)
8A and 8B show a part of the manufacturing process of the electronic device in this embodiment. 8A and 8B are diagrams corresponding to FIGS. 3A and 3C. In FIGS. 8A and 8B, for convenience, the
本実施形態では、図8(a)、(b)に示すように、成形工程における上下金型101、102の内部へのモールド樹脂30の流入中に、このモールド樹脂30の流れを利用して、1つのセラミック基板10を2つの個片11、12に分割する。
In this embodiment, as shown in FIGS. 8A and 8B, the flow of the
具体的には、金型101、102の内部にモールド樹脂を流入させるためのゲート103を、上金型101のうちセラミック基板10の分割部13に対向する位置に設ける。これにより、金型101、102の内部にモールド樹脂30を流入させる際に、セラミック基板10の一面10aの分割部13に対して、セラミック基板10の他の部位よりも先に、モールド樹脂30を到達させることができる。
Specifically, the
このように成形することで、1つのセラミック基板10に曲げ応力が働くので、容易に、1つのセラミック基板10を複数の個片11、12に分割できる。
Since the bending stress acts on one
(他の実施形態)
(1)第1実施形態では、図2(c)に示すように、接着工程で、金属板21、22とセラミック基板10との間隔が、分割部13に近い側が分割部13に遠い側よりも大きくなるように(逆ハの字状に)、2つの金属板21、22をセラミック基板10に対して傾斜させて接着したが、これとは反対に、分割部13に近い側が分割部13に遠い側よりも小さくなるように(ハの字状に)、2つの金属板21、22をセラミック基板10に対して傾斜させて接着しても良い。
(Other embodiments)
(1) In the first embodiment, as shown in FIG. 2 (c), in the bonding process, the distance between the
この場合においても、成形工程において、金属板21、22の非接着面21b、22bを、下金型102の平坦な内面102aに接触させるように、1つのセラミック基板10を一面10a側から下金型102に押さえつけることにより、1つのセラミック基板10を分割することができる。
Also in this case, in the forming step, one
(2)上述の各実施形態では、図2(a)〜(c)に示すように、実装工程、接続工程、金属板の接着工程を順に行ったが、これらの順番を変更しても良い。例えば、実装工程の後に、金属板の接着工程、接続工程を順に行っても良い。また、セラミック基板10の一面10a側にフレキシブル基板50を接続する場合であれば、接続工程、実装工程、金属板の接着工程の順に行っても良い。
(2) In each of the above-described embodiments, as shown in FIGS. 2A to 2C, the mounting process, the connection process, and the metal plate bonding process are sequentially performed. However, the order may be changed. . For example, after the mounting process, a metal plate adhesion process and a connection process may be performed in order. If the
(3)上述の各実施形態では、分割後の1片のセラミック基板11に対して、1つの金属板21を接着したが、1つの金属板が2つ以上のセラミック基板に跨って接着されていなければ、分割後の1片のセラミック基板11に対して複数の金属板を接着しても良い。
(3) In each of the above-described embodiments, one
(4)上述の各実施形態では、分割されたセラミック基板11、12同士の電気的接続を、フレキシブル基板50を用いて行ったが、柔軟性を有し変形可能なものであれば、他の接続部材を用いて行っても良い。ただし、接続の容易さ等の観点より、別個の複数本の配線を用いるよりも、複数の配線が一体となったフレキシブル基板50を用いることが好ましい。
(4) In each of the embodiments described above, the divided
(5)上述の各実施形態では、1つのセラミック基板10を2つに分割していたが、複数であれば、4つ等の他の数に分割しても良い。
(5) In each of the above-described embodiments, one
1 電子装置
10 セラミック基板
10a セラミック基板の一面
10b セラミック基板の他面
11、12 複数の個片に分割されたセラミック基板
11a、12a セラミック基板の一面
11b、12b セラミック基板の他面
13 分割部
21、22 金属板
30 モールド樹脂
40 電子部品
60 エポキシ樹脂系の接着剤
101、102 金型
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記セラミック基板(11、12)の前記他面(11b、12b)に接着剤(60)を介して接着された金属板(21、22)と、
前記金属板(21、22)の前記接着剤(60)が接着された面(21a、22a)とは反対側の非接着面(21b、22b)を露出しつつ、前記電子部品(40)、前記セラミック基板(11、12)および前記金属板(21、22)を封止したモールド樹脂(30)とを備える電子装置の製造方法において、
複数の個片に分割するための分割部(13)を有する1つのセラミック基板(10)を用意し、前記1つのセラミック基板(10)の前記一面(10a)に対して、前記複数の個片となる領域(11、12)のそれぞれに、前記電子部品(40)を実装する実装工程と、
前記1つのセラミック基板(10)の前記他面(10b)に対して、前記複数の個片となる領域(11、12)のそれぞれに分けて、前記金属板(21、22)をエポキシ樹脂系の前記接着剤(60)で接着する接着工程と、
前記電子部品(40)が実装され、前記金属板(21、22)が接着された前記1つのセラミック基板(10)を、成形用の型(101、102)の内部に配置し、前記型(101、102)の内部に前記モールド樹脂(30)を流入させることにより、前記モールド樹脂(30)を成形する成形工程とを有し、
前記成形工程では、前記型(101、102)の内部への前記モールド樹脂(30)の流入前、もしくは、流入中に、前記型(101、102)の内部で前記1つのセラミック基板(10)を前記複数の個片(11、12)に分割し、前記複数の個片に分割されたセラミック基板(11、12)を、互いに電気的に接続されている状態で、前記モールド樹脂(30)で封止して1つの樹脂成形体を成形することを特徴とする電子装置の製造方法。 A ceramic substrate (11, 12) having one surface (11a, 12a) and the other surface (11b, 12b) on the opposite side, and a plurality of electronic components (40) mounted on the one surface (11a, 12a);
Metal plates (21, 22) bonded to the other surfaces (11b, 12b) of the ceramic substrate (11, 12) via an adhesive (60);
While exposing the non-adhesive surfaces (21b, 22b) opposite to the surfaces (21a, 22a) to which the adhesive (60) of the metal plates (21, 22) is adhered, the electronic component (40), In a method for manufacturing an electronic device comprising the ceramic substrate (11, 12) and a mold resin (30) in which the metal plate (21, 22) is sealed,
One ceramic substrate (10) having a dividing portion (13) for dividing into a plurality of pieces is prepared, and the plurality of pieces are provided on the one surface (10a) of the one ceramic substrate (10). A mounting step of mounting the electronic component (40) in each of the regions (11, 12) to be
The metal plate (21, 22) is divided into each of the plurality of regions (11, 12) with respect to the other surface (10b) of the one ceramic substrate (10), and the metal plate (21, 22) is epoxy resin-based. Bonding step of bonding with the adhesive (60)
The one ceramic substrate (10) on which the electronic component (40) is mounted and the metal plates (21, 22) are bonded is placed inside a molding die (101, 102), and the die ( 101, 102) by flowing the mold resin (30) into the mold resin (30), and forming the mold resin (30).
In the molding step, the one ceramic substrate (10) is formed inside the mold (101, 102) before or during the flow of the mold resin (30) into the mold (101, 102). Is divided into the plurality of pieces (11, 12), and the ceramic resin (11, 12) divided into the plurality of pieces is electrically connected to the mold resin (30). A method for manufacturing an electronic device, comprising: sealing with a step to form one resin molded body.
前記成形工程では、前記1つのセラミック基板(10)に対して傾斜して接着された前記金属板(21、22)の前記非接着面(21b、22b)を、前記型(102)の平坦な内面(102a)に接触させるように、前記1つのセラミック基板(10)を前記一面(10a)側から前記型(102)に押さえつけることにより、前記1つのセラミック基板(10)を複数の個片(11、12)に分割することを特徴とする請求項2に記載の電子装置の製造方法。 In the bonding step, the metal plates (21, 22) are bonded one by one to the regions (11, 12) to be a plurality of pieces, and the metal plates (21, 22) and the ceramic substrate (10). The two metals arranged with the division part (13) interposed therebetween so that the side closer to the division part (13) is larger or smaller than the side far from the division part (13) Both the plates (21, 22) are inclined and bonded to the one ceramic substrate (10),
In the forming step, the non-adhesive surfaces (21b, 22b) of the metal plates (21, 22) bonded to the one ceramic substrate (10) at an inclination are flattened on the mold (102). By pressing the one ceramic substrate (10) against the mold (102) from the one surface (10a) side so as to contact the inner surface (102a), the one ceramic substrate (10) is divided into a plurality of pieces ( 11. The method of manufacturing an electronic device according to claim 2, wherein the method is divided into 11 and 12).
前記他面側当接部(113、114)が前記1つのセラミック基板(10)の分割部(13)を支持しつつ、前記一面側当接部(111、112)によって前記1つのセラミック基板(10)を前記一面(10a)側から前記型(102)に押さえつけることにより、前記1つのセラミック基板(10)を複数の個片(11、12)に分割することを特徴とする請求項2に記載の電子装置の製造方法。 In the molding step, one surface side contact portions (111, 112) that contact a portion of the one surface (10a) of the one ceramic substrate (10) that is separated from the divided portion (13), and the one ceramic Using the molds (101, 102) provided with the other surface side contact portions (113, 114) that contact the divided portion (13) of the other surface (10b) of the substrate (10),
While the other surface side contact portion (113, 114) supports the divided portion (13) of the one ceramic substrate (10), the one surface side contact portion (111, 112) allows the one ceramic substrate ( 3. The ceramic substrate (10) is divided into a plurality of pieces (11, 12) by pressing 10) against the mold (102) from the one surface (10a) side. The manufacturing method of the electronic device of description.
前記セラミック基板(11、12)の前記他面(11b、12b)に接着剤(60)を介して接着された金属板(21、22)と、
前記金属板(21、22)の前記接着剤(60)が接着された面(21a、22a)とは反対側の非接着面(21b、22b)を露出しつつ、前記電子部品(40)、前記セラミック基板(11、12)および前記金属板(21、22)を封止したモールド樹脂(30)とを備える電子装置において、
前記接着剤(60)は、エポキシ樹脂系の接着剤であり、
前記セラミック基板は、分割部(13)を有する1つのセラミック基板(10)を前記分割部(13)で分割して複数の個片(11、12)に分割されており、
前記金属板(21、22)は、前記複数の個片に分割されたセラミック基板(11、12)のそれぞれに分かれて接着されるとともに、前記金属板(21、22)と前記セラミック基板(10)との間隔が、前記分割部(13)に近い側が前記分割部(13)に遠い側よりも大きく、もしくは、小さくなるように、前記分割部(13)を挟んで配置された2つの前記金属板(21、22)の両方を前記1つのセラミック基板(10)に対して傾斜させて接着されており、
前記複数の個片に分割されたセラミック基板(11、12)は、互いに電気的に接続されているとともに、1つの樹脂成形体をなす前記モールド樹脂(30)で封止されていることを特徴とする電子装置。 A ceramic substrate (11, 12) having one surface (11a, 12a) and the other surface (11b, 12b) on the opposite side, and a plurality of electronic components (40) mounted on the one surface (11a, 12a);
Metal plates (21, 22) bonded to the other surfaces (11b, 12b) of the ceramic substrate (11, 12) via an adhesive (60);
While exposing the non-adhesive surfaces (21b, 22b) opposite to the surfaces (21a, 22a) to which the adhesive (60) of the metal plates (21, 22) is adhered, the electronic component (40), In an electronic device comprising the ceramic substrate (11, 12) and the mold resin (30) sealing the metal plate (21, 22),
The adhesive (60) is an epoxy resin adhesive,
The ceramic substrate is divided into a plurality of pieces (11, 12) by dividing one ceramic substrate (10) having a divided portion (13) by the divided portion (13) ,
The metal plate (21, 22) is bonded divided into each of the plurality of pieces ceramic substrate divided into pieces (11, 12) Rutotomoni, said metal plate (21, 22) wherein the ceramic substrate (10 ) Between the two divided parts (13) so that the side closer to the divided part (13) is larger or smaller than the side far from the divided part (13). Both metal plates (21, 22) are bonded to the one ceramic substrate (10) while being inclined .
The ceramic substrates (11, 12) divided into the plurality of pieces are electrically connected to each other and sealed with the molding resin (30) forming one resin molding. An electronic device.
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