JP6945513B2 - 電子制御装置 - Google Patents

電子制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6945513B2
JP6945513B2 JP2018176199A JP2018176199A JP6945513B2 JP 6945513 B2 JP6945513 B2 JP 6945513B2 JP 2018176199 A JP2018176199 A JP 2018176199A JP 2018176199 A JP2018176199 A JP 2018176199A JP 6945513 B2 JP6945513 B2 JP 6945513B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring board
electronic component
control device
electronic control
distance
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.)
Active
Application number
JP2018176199A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020047840A (ja
Inventor
和 平岡
和 平岡
良介 石田
良介 石田
河合 義夫
義夫 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Priority to JP2018176199A priority Critical patent/JP6945513B2/ja
Priority to CN201980049440.7A priority patent/CN112514054A/zh
Priority to PCT/JP2019/025600 priority patent/WO2020059239A1/ja
Priority to US17/268,849 priority patent/US11523493B2/en
Publication of JP2020047840A publication Critical patent/JP2020047840A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6945513B2 publication Critical patent/JP6945513B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/185Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0204Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H05K1/0206Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10295Metallic connector elements partly mounted in a hole of the PCB
    • H05K2201/10303Pin-in-hole mounted pins
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10689Leaded Integrated Circuit [IC] package, e.g. dual-in-line [DIL]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1305Moulding and encapsulation
    • H05K2203/1316Moulded encapsulation of mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1305Moulding and encapsulation
    • H05K2203/1327Moulding over PCB locally or completely

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)

Description

本発明は電子制御装置に関する。
近年、自動車や建設機械の燃費向上や高精度制御のため、電子制御装置に対し、エンジン等のアクチュエータに直接搭載される機電一体化が求められている。機電一体化の場合、電子制御装置の搭載場所が限られるため小型化が必要とされ、小型化に伴い、電子部品の発熱密度が増加するため、高放熱化が必要とされる。
このような用途に適用可能な電子制御装置として、複数の配線層およびスルーホールを有する配線基板上に電子部品を実装し、金属ベースで支持すると共に、金属ベースと配線基板とを熱硬化性樹脂により封止した構造が知られている。この構造では、スルーホール内にも樹脂を充填することで、熱応力に対するスルーホールの耐久性が向上し、長寿命化を図ることができると記載されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2009−147014号公報
上記特許文献1には、電子部品の放熱性を向上するための封止樹脂の構造に関する記載は無い。
本発明の一態様による電子制御装置は、第一面に導体配線が形成された配線基板と、前記配線基板の前記第一面上に実装され、発熱量が大きい第一の電子部品と、前記配線基板の前記第一面上に実装され、前記第一の電子部品より発熱量が小さい第二の電子部品と、前記第一の電子部品、前記第二の電子部品および前記配線基板の前記第一面および前記配線基板の前記第一面に対向する第二面を覆う樹脂とを備え、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離よりも大きい。
本発明によれば、電子部品の放熱性を向上することができる。
本発明による電子制御装置の第1の実施形態の断面図。 図1に示す電子制御装置の第一の電子部品および第二の電子部品周縁部の拡大図。 図1に示す配線基板のビア形成領域の拡大図。 比較例1の電子制御装置の断面図であり、本発明の第1の実施形態の図2に対応する図。 比較例1と本発明の第1の実施形態についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図。 本発明による電子制御装置の第2の実施形態を示し、第1の実施形態の図2に対応する断面図。 比較例1と実施例2についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図。 本本発明による電子制御装置の第3の実施形態を示し、第1の実施形態の図2に対応する断面図。 比較例1と実施例3についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
同一あるいは同様な機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
−第1の実施形態−
図1〜図3を参照して、本発明の電子制御装置の第1の実施形態を説明する。
図1は、本発明による電子制御装置の第1の実施形態の断面図である。
電子制御装置1は、電子部品構成体20と、電子部品構成体20全面を封止する樹脂10とを備えている。
電子部品構成体20は、配線基板25と、第一の電子部品21と、第二の電子部品22と、第三の電子部品23と、コネクタ41とを備えている。
配線基板25は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等により形成され、第一面25aおよび第二面25bの表面を有しており、第一面25aおよび第二面25bには、それぞれ、導体配線26a、26b(図1、図2には図示せず。図3参照)が形成されている。
第一の電子部品21は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の発熱量の大きい電子部品である。第二、第三の電子部品22、23は、第一の電子部品21より発熱量が小さい、能動素子または受動素子等の電子部品である。
第一の電子部品21および第二の電子部品22は、導電材51により配線基板25の第一面25aの導体配線26aに電気的に接続されている。第三の電子部品23は、導電材51により配線基板25の第二面25bの導体配線26bに電気的に接続されている。導電材51は、Sn−Ag−Cu等の鉛を含まないはんだや銀ペースト等の導電樹脂により形成されている。
配線基板25の第一の電子部品21に対向する領域には、複数のビア33が形成されている。ビア33は、配線基板25を厚さ方向に貫通する貫通孔の内面にめっき膜を形成したり、貫通孔内に導電材を充填したりすることにより形成され、配線基板25の導体配線26a、26bを熱伝導可能に結合、換言すれば、熱結合するものである。
コネクタ41は、複数のコネクタ端子41aと、インサート成型または係合等によりコネクタ端子41aを一体的に固定するハウジング部41bを備えている。ハウジング部41bは、例えば、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)等により形成される。コネクタ41の各コネクタ端子41aは、配線基板25のスルーホール内(図示せず)を挿通され、配線基板25の導体配線26a、26bに不図示のはんだ等の接合材により接続される。
樹脂10は、第一の電子部品21、第二、第三の電子部品22、23、配線基板25、コネクタ端子41aの一部である配線基板25とハウジング部41b間の部分を外部から封止するように覆う。これにより、電子制御装置1の耐熱性、防水性、耐塩水性などの信頼性が確保される。樹脂10により、第一の電子部品21、第二、第三の電子部品22、23、コネクタ端子41aと配線基板25とを接続する導電材51の熱ひずみが低減され、温度サイクル性などの信頼性が確保される。また、樹脂10は、第一の電子部品21等から発生される熱の放熱性に大きな影響を有する。本発明は、後述するように、樹脂10による放熱効果を利用して第一の電子部品21の放熱性を向上するようにしたものである。樹脂10の材料としては、例えば、エポキシ系、フェノール系、ウレタン系、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂が好適である。しかし、これらの樹脂材料は一例であって、他の樹脂材料を用いてもよい。
図2は、図1に示す電子制御装置の第一の電子部品および第二の電子部品周縁部の拡大図である。なお、図2は、図1の上下を反転した状態で示されている。
第一の電子部品21は、半導体素子21aと、半導体素子21aに熱結合されたヒートスプレッダ21bと、半導体素子21aおよびヒートスプレッダ21bを封止する封止部材21dと、半導体素子21aに接続され、封止部材21dの外部に延出された複数のリード端子21cとを備えている。ヒートスプレッダ21bの半導体素子21aと反対側の一面は、封止部材21dから露出している。
このヒートスプレッダ21bの封止部材21dから露出する一面と配線基板25の第一面25aとの間に、熱伝導材52が介在されている。熱伝導材52は、例えば、Sn−Ag−Cu等の鉛を含まないはんだや銀ペースト等の導電樹脂により形成されている。熱伝導材52は、ヒートスプレッダ21bの一面とビア33とを熱伝導可能に結合、換言すれば、熱結合する。これにより、第一の半導体素子21aから発生された熱はヒートスプレッダ21bを介して配線基板25の第一面25a側に伝導される。また、配線基板25の第一面25a側に伝導された熱は、ビア33を介して配線基板25の第二面25b側に伝導される。
配線基板25の第一面25a側に伝達された熱は、主に、第一の電子部品21が実装された側に形成された樹脂10aを介して、外部に放出される。配線基板25の第二面25b側に伝達された熱は、主に、第一の電子部品21が実装された側と反対側に形成された樹脂10bを介して、外部に放出される。
本発明の第1の実施形態では、図2に示されるように、第一の電子部品21直下の樹脂10bの外表面11bと配線基板25の第二面25bとの距離L2が、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離L1よりも大きく形成されている。この構成により、後述する各実施例に示すように、第一の電子部品21直下の樹脂10bの外表面11bと配線基板25の第二面25bとの距離L2が、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離L1と同一もしくはそれ以下の構造に比し、放熱性を大きくするようにしたものである。
図3は、図1に示す配線基板のビア形成領域の拡大断面図である。
配線基板25は、内層導体31a、31bが形成されたコア材31の上下各面にプリプレグ32a、32bを接着して形成される。プリプレグ32a、32bの外表面には、それぞれ、導体配線26a、26bが形成されている。内層導体31a、31bは、導体配線26a、26bより厚く形成されている。内層導体31a、31bは、ビア33を形成する領域には形成されていない。内層導体31a、31bが形成されていない領域において、コア材31およびプリプレグ32a、32bを貫通する複数の貫通孔を、ドリル等により形成し、各貫通孔の内面に銅等のめっき層を形成するか、もしくは各貫通孔内に導電材を充填してビア33を形成する。
第一の電子部品21が発した熱は、配線基板25の第一面25a、ビア33を介して内層導体31a、31bに伝達され、内層導体31a、31bにより、配線基板25の面方向に効率よく伝達される。そして、配線基板25の第一面25aおよび第二面25bから樹脂10a、10bに伝達される。
このため、内層導体31a、31bの厚さを厚くすると、放熱性を向上することができる。内層導体31a、31bの厚さを、配線基板25の外表面に形成された導体配線26a、26bの厚さより大きくすることで、安価で放熱性の良い配線基板25を得ることができる。また、ビア33の数を多くすると、放熱性を向上することができる。
次に、図1に図示された電子制御装置1を製造する方法を示す。
予め、導体配線26a、26b、ビア33および内層導体31a、31bを有する配線基板25を形成しておく。
配線基板25を形成するには、配線基板25の第一面25aに形成された導体配線26aの接続パッド(図示せず)上に導電材51、熱伝導材52を供給する。そして、導電材51上に第一の電子部品21および第二の電子部品22を搭載する。第一の電子部品21は、ヒートスプレッダ21bが熱伝導材52に接触するように搭載する。導電材51と熱伝導材52は、同じ材料であってもよい。この状態でリフロー等により、導電材51および熱伝導材52を溶融、凝固して、第一の電子部品21、第二の電子部品22を、導体配線26aに電気的に接続する。配線基板25の第二面25b側においても、同様な工程を行い、第三の電子部品23を導電材51により導体配線26bに電気的に接続する。
次に、コネクタ41の各コネクタ端子41aの一端を、配線基板25のスルーホール内を挿通し、配線基板25の導体配線26a、26bに不図示のはんだ等の接合材により接続する。このようにして、配線基板25と、第一の電子部品21と、第二の電子部品22と、第三の電子部品23と、コネクタ41とを有する電子部品構成体20を形成する。
この後、電子部品構成体20を金型内に収容し、金型内部に流動性を有する樹脂組成物を注入し、電子部品構成体20全体を封止する樹脂10を成型により形成する。
このような工程により、図1に示す電子制御装置1が作製される。
[実施例1]
第一の電子部品21にはリード形状の端子を備えたASICを用い、第二の電子部品22には1.6mm×0.8mmのチップ抵抗を用いた。導電材51、熱伝導材52にはSn−3Ag−0.5Cuからなる鉛を含まないはんだを用いた。リード端子21c、第二の電子部品22を、導電材51により配線基板25の第一面25aに電気的に接続した。また、第一の電子部品21のヒートスプレッダ21bとビア33とを熱伝導材52により熱結合した。ヒートスプレッダ21bの面積は8mm角、第一の電子部品21の封止部材21dの面積は14mm角である。配線基板25は76mm角、厚さ1.6mm、4層配線の多層配線基板を用いた。
ヒートスプレッダ21b直下の配線基板25には、ビア33が形成されている。樹脂10は、80mm角であり、第一の電子部品21直下の樹脂10bの外表面11bと配線基板25の第二面25bとの距離L2を10mmとし、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離L1を3mmとした。
上記実施例1とは別に比較例1の電子制御装置を作製した。
図4は、比較例1の電子制御装置の断面図であり、本発明の第1の実施形態の図2に対応する図である。
比較例1の電子制御装置1Rは、第一の電子部品21直下の樹脂10bの外表面11bと配線基板25の第二面25bとの距離L2が、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離L1よりも小さく形成されている。
比較例1として、第一の電子部品21直下の樹脂10bの外表面11bと配線基板25の第二面25bとの距離L2(以下、単に「距離L2」ということもある)を3mmとし、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離L1(以下、単に「距離L1」ということもある)を10mmとした。
また、実施例1の電子制御装置1および比較例1の電子制御装置1Rとは別に、規準品を作製した。規準品は、距離L2が3mm、距離L1が3mmとし、その他の構成は、実施例1の電子制御装置1と同じものである。
図5は、比較例1と本発明の第1の実施形態についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量を示す図である。
実施例1の電子制御装置1、比較例1の電子制御装置1Rおよび規準品について、半導体素子21aを3W発熱させた場合の半導体素子21aの温度を計測した。計測は、105℃の空気が無風状態(風速0m/s)にある風洞内に電子制御装置1、1Rおよび規準品を配置して行った。
図5に示すように、実施例1の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、4℃程度である。また、比較例1の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、2℃程度である。従って、実施例1の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、比較例1の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」よりも2℃程度大きい。これにより、第1の実施形態の電子制御装置1は、比較例1の電子制御装置1Rよりも半導体素子21aが発する熱の放熱性能が大きく、電子制御装置1の温度上昇を抑制することが可能であることが確認された。
なお、第1の実施形態では、図1、図2に図示されるように、樹脂10aの外表面11aが平坦である、すなわち、配線基板25の第一面25a上に形成される樹脂10aの厚さが全面において均一である構造として例示した。換言すれば、第一の電子部品21直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離は、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離と同じL1である。しかし、樹脂10aは、空気よりも熱伝導率が大きいので、樹脂10aの厚さを大きくするほど、第一の電子部品2が発する熱の放熱性は向上する。このため、第一の電子部品21直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離を、距離L1より大きくしてもよい。すなわち、第一の電子部品21直下の樹脂10bの外表面11bと配線基板25の第二面25bとの距離L2が、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離L1よりも大きい構造であれば、放熱性がよく、かつ、樹脂10aの量を低減可能な電子制御装置1を得ることができる。
本発明の第1の実施形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)電子制御装置1は、配線基板25の第一面25a上に、発熱量が大きい第一の電子部品21と、第一の電子部品21より発熱量が小さい第二の電子部品22が実装され、第一、第二の電子部品21、22および配線基板25を覆う樹脂10とを備える。第一の電子部品21直下の樹脂10bの外表面11bと配線基板25の第二面25bとの距離L2が、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離L1よりも大きい。このため、第一の電子部品21が発する熱の放熱性を向上することができ、かつ、樹脂10aの量を低減することができる。
第1の実施形態の電子制御装置1は、放熱性を向上することができるため、放熱フィン等の冷却部を有する放熱板あるいは放熱用ケース等を用いない電子制御装置1とすることが可能である。放熱板や放熱用ケースを用いない電子制御装置1とすれば、小型化および低コスト化を図ることが可能である。但し、本発明は、放熱板または放熱用ケース等を用いない電子制御装置1に限られるものではなく、放熱板または放熱用ケース等を備える電子制御装置1もまた本発明に含まれるものである。
なお、上記において、配線基板25の第一面25aを覆う樹脂10aの厚さは、第一の電子部品21直上を覆う領域と、第二の電子部品22直上を覆う領域とにおいて、同一とすることができる。要するに、配線基板25の第一面25aを覆う樹脂10aの外表面11aを平坦にすることができる。これにより、配線基板25の変形を抑制し、生産効率を向上することができる。
(2)配線基板25は、第一面25aと第二面25bとを熱結合するビア33を有する。このため、配線基板25の第一面25a側から第二面25b側への熱伝導性が向上し、放熱性を一層、向上することができる。
(3)配線基板25は、内層導体31a、31bを有する多層積層基板であり、内層導体31a、31bの厚さは、配線基板25の第一面に形成された導体配線26a、26bより厚い。内層導体31a、31bが厚いので、第一の電子部品21が発する熱が内層導体31a、31bを介して、配線基板25の面方向に効率よく伝導され、放熱性が向上する。
(4)第一の電子部品21は、半導体素子21aと、半導体素子21aに熱結合したヒートスプレッダ21bと、封止部材21dとを有し、ヒートスプレッダ21bの半導体素子21aと反対側の一面は、封止部材21dから露出している。このため、半導体素子21aが発する熱をヒートスプレッダ21bから効率的に放熱することができる。
(5)ヒートスプレッダ21bと配線基板25の導体配線26a、26bとを熱結合する熱伝導材52を、さらに備える。このため、第一の電子部品21が発する熱が、熱伝導材52から配線基板25に効率よく伝達され、放熱性を向上することができる。
−第2の実施形態−
図6は、本発明による電子制御装置の第2の実施形態を示し、第1の実施形態の図2に対応する断面図である。
第2の実施形態では、第二の電子部品22直下の樹脂10bの外表面11cと配線基板25の第二面25bとの距離L3(以下、単に「距離L3」ということもある)が、第一の電子部品21直下の樹脂10bの外表面11bと配線基板25の第二面25bとの距離L2よりも、よりも小さい。
第二の電子部品22は、第一の電子部品21よりも発熱量が小さいので、第二の電子部品22が実装された領域付近の放熱量を低下する構造とすることができる。第二の電子部品22直下の配線基板25の第二面25bを覆う領域の樹脂10bの厚さを第一の電子部品21直下の配線基板25の第二面25bを覆う領域の樹脂10bの厚さより小さくすることにより、樹脂10bの量を低減し、コストを低減することが可能である。
[実施例2]
図6に図示されるように、距離L3が距離L2よりも小さく、その他は、実施例1と同じ構成の実施例2の電子制御装置1Aを作製した。
そして、実施例1に記載した条件で、規準品に対する実施例2と比較例1の温度低下量を比較した。
図7は、比較例1と実施例2についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図である。
図7に示されるように、実施例2の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、比較例1の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」よりも2℃程度大きい。つまり、実施例2についても、実施例1と同様な高放熱性を有することが確認された。
第2の実施形態の他の構成は、第1の実施形態と同様である。従って、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様な効果(1)〜(5)を奏する。
−第3の実施形態−
図8は、本発明による電子制御装置1Bの第3の実施形態を示し、第1の実施形態の図2に対応する断面図である。
第3の実施形態では、第2の実施形態の構造に加え、第一の電子部品21直上の樹脂10aの外表面11dと配線基板25の第一面25aとの距離L4(以下、単に「距離L4」ということもある)が、第二の電子部品22直上の樹脂10aの外表面11aと配線基板25の第一面25aとの距離L1よりも大きく形成されている。
つまり、第3の実施形態では、距離L3が、距離L2よりも小さく、かつ、距離L4が距離L1よりも大きい。
第1の実施形態において説明した通り、第一の電子部品21直上に形成する領域の樹脂10aの厚さが厚いほど、第一の電子部品21が発する熱の放熱性は向上する。第一の電子部品21は発熱量が大きいので、第一の電子部品21直上領域に形成する樹脂10aの厚さも大きくすることで、一層、放熱性を向上し、かつ、樹脂10aの量を低減し、コストを低減することが可能である。
[実施例3]
図8に図示されるように、距離L4が距離L1よりも大きく、その他は、実施例2と同じ構成の実施例3の電子制御装置を作製した。
そして、実施例1に記載した条件で、規準品に対する実施例3と比較例1の温度低下量を比較した。
図9は、比較例1と実施例3についての、第一の電子部品の規準品に対する温度低下量温度低下量を示す図である。
図9に示されるように、実施例3の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」は、比較例1の「規準品に対する第一の電子部品の温度低下量」よりも2℃程度大きい。つまり、実施例3についても、実施例1と同様な高放熱性を有することが確認された。
第3の実施形態の他の構成は、第1の実施形態と同様である。従って、第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様な効果(1)〜(5)を奏する。
なお、第3の実施形態において、第1の実施形態と同様、距離L2と距離L3とを同一にしてもよい。
上記各実施形態では、発熱量が大きい第一の電子部品21を1つ備える電子制御装置1、1A、1Bとして例示した。しかし、本発明を、第一の電子部品21を複数個備える電子制御装置に適用することも可能である。
上記では、種々の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
1、1A.1B 電子制御装置
10、10a、10b 樹脂
11a、11b、11c、11d 外表面
21 第一の電子部品
21a 半導体素子
21b ヒートスプレッダ
21d 封止部材
22 第二の電子部品
25 配線基板
25a 第一面
25b 第二面
26a、26b 導体配線
31 コア材
31a、31b 内層導体
33 ビア
51 導電材
52 熱伝導材
L1 第二の電子部品直上の樹脂の外表面と配線基板の第一面との距離
L2 第一の電子部品直下の樹脂の外表面と配線基板の第二面との距離
L3 第二の電子部品直下の樹脂の外表面と配線基板の第二面との距離
L4 第一の電子部品直上の樹脂の外表面と配線基板の第一面との距離

Claims (11)

  1. 第一面に導体配線が形成された配線基板と、
    前記配線基板の前記第一面上に実装され、発熱量が大きい第一の電子部品と、
    前記配線基板の前記第一面上に実装され、前記第一の電子部品より発熱量が小さい第二の電子部品と、
    前記第一の電子部品、前記第二の電子部品および前記配線基板の前記第一面および前記配線基板の前記第一面に対向する第二面を覆う樹脂とを備え、
    前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離よりも大きい、電子制御装置。
  2. 請求項1に記載の電子制御装置において、
    前記第一の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の前記外表面と前記配線基板の前記第一面との距離と同じである、電子制御装置。
  3. 請求項1に記載の電子制御装置において、
    前記第二の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の前記外表面と前記配線基板の前記第二面との距離よりも小さい、電子制御装置。
  4. 請求項1に記載の電子制御装置において、
    前記第一の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離が、前記第二の電子部品直上の前記樹脂の前記外表面と前記配線基板の前記第一面との距離よりも大きい、電子制御装置。
  5. 請求項4に記載の電子制御装置において、
    前記第二の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離が、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離よりも小さい、電子制御装置。
  6. 請求項1に記載の電子制御装置において、
    前記配線基板は、前記第一面と前記第二面とを熱結合するビアを有する、電子制御装置。
  7. 請求項1に記載の電子制御装置において、
    前記配線基板は、内層導体を有する多層積層基板であり、
    前記内層導体の厚さは、前記配線基板の前記第一面に形成された前記導体配線より厚い、電子制御装置。
  8. 請求項1に記載の電子制御装置において、
    前記第一の電子部品は、半導体素子と、前記半導体素子に熱結合したヒートスプレッダと、封止部材とを有し、
    前記ヒートスプレッダの前記半導体素子と反対側の一面は、前記封止部材から露出している、電子制御装置。
  9. 請求項8に記載の電子制御装置において、
    前記ヒートスプレッダと前記配線基板の前記導体配線とを熱結合する熱伝導材を、さらに備える、電子制御装置。
  10. 請求項1に記載の電子制御装置において、
    前記配線基板は、前記第一面と前記第二面とを熱結合するビアを有し、
    前記配線基板は、前記配線基板の前記第一面に形成される前記導体配線より厚い内層導体を有する多層積層基板であり、
    前記第二の電子部品と前記配線基板の前記導体配線とを熱結合する熱伝導材とを、さらに備える、電子制御装置。
  11. 請求項1および請求項3から請求項10までのいずれか一項に記載の電子制御装置において、
    前記第一の電子部品直上の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第一面との距離が、前記第一の電子部品直下の前記樹脂の外表面と前記配線基板の前記第二面との距離より小さい、電子制御装置。
JP2018176199A 2018-09-20 2018-09-20 電子制御装置 Active JP6945513B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018176199A JP6945513B2 (ja) 2018-09-20 2018-09-20 電子制御装置
CN201980049440.7A CN112514054A (zh) 2018-09-20 2019-06-27 电子控制装置
PCT/JP2019/025600 WO2020059239A1 (ja) 2018-09-20 2019-06-27 電子制御装置
US17/268,849 US11523493B2 (en) 2018-09-20 2019-06-27 Electronic control unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018176199A JP6945513B2 (ja) 2018-09-20 2018-09-20 電子制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020047840A JP2020047840A (ja) 2020-03-26
JP6945513B2 true JP6945513B2 (ja) 2021-10-06

Family

ID=69886802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018176199A Active JP6945513B2 (ja) 2018-09-20 2018-09-20 電子制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11523493B2 (ja)
JP (1) JP6945513B2 (ja)
CN (1) CN112514054A (ja)
WO (1) WO2020059239A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210166860A1 (en) * 2019-12-02 2021-06-03 Abb Power Electronics Inc. Hybrid transformers for power supplies

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3592129B2 (ja) * 1999-04-15 2004-11-24 新光電気工業株式会社 多層配線基板の製造方法
WO2005004563A1 (ja) * 2003-07-03 2005-01-13 Hitachi, Ltd. モジュール装置及びその製造方法
JP2005093905A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Hitachi Ltd 電子基板ユニット
KR100631922B1 (ko) 2004-02-23 2006-10-04 삼성전자주식회사 개선된 열 확산 성능을 갖는 다층 회로 보오드 및 그에따른 제조방법
JP4478007B2 (ja) * 2004-12-16 2010-06-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子回路装置及びその製造方法
WO2008098088A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-14 Hitek Power Corporation High voltage recessed connector contact
JP2009147014A (ja) 2007-12-12 2009-07-02 Hitachi Ltd 樹脂封止型電子制御装置及びその封止成形方法
JP2013069832A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Panasonic Corp 機器の制御装置
WO2014050081A1 (ja) 2012-09-25 2014-04-03 株式会社デンソー 電子装置
JP5601430B2 (ja) * 2012-09-25 2014-10-08 株式会社デンソー 電子装置
US9385059B2 (en) * 2013-08-28 2016-07-05 Infineon Technologies Ag Overmolded substrate-chip arrangement with heat sink
JP6543226B2 (ja) * 2016-08-03 2019-07-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子装置
US10332832B2 (en) * 2017-08-07 2019-06-25 General Electric Company Method of manufacturing an electronics package using device-last or device-almost last placement

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020047840A (ja) 2020-03-26
WO2020059239A1 (ja) 2020-03-26
US11523493B2 (en) 2022-12-06
US20210195728A1 (en) 2021-06-24
CN112514054A (zh) 2021-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11605609B2 (en) Ultra-thin embedded semiconductor device package and method of manufacturing thereof
US10128214B2 (en) Substrate and the method to fabricate thereof
JP4634497B2 (ja) 電力用半導体モジュール
US9635763B2 (en) Component built-in board mounting body and method of manufacturing the same, and component built-in board
US20140029201A1 (en) Power package module and manufacturing method thereof
JP2003163378A (ja) 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法
JP5038271B2 (ja) 電気電子制御装置及びその製造方法
CN111627871A (zh) 半导体封装件
US20090243079A1 (en) Semiconductor device package
US20200335544A1 (en) Multi-chip packaging structure for an image sensor
JP6945513B2 (ja) 電子制御装置
KR102041666B1 (ko) 반도체 패키지 및 이의 제조방법, 전자소자 모듈
US7309838B2 (en) Multi-layered circuit board assembly with improved thermal dissipation
JP5397012B2 (ja) 部品内蔵配線板、部品内蔵配線板の製造方法
JP6391430B2 (ja) 電子制御装置およびその製造方法
JP2014003258A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP5239736B2 (ja) 電子装置
CN103515328A (zh) 半导体封装件
CN215815865U (zh) 一种半导体模块及封装结构
WO2015004952A1 (ja) 回路基板
KR101363108B1 (ko) 다층구조 인쇄회로기판
TWI612635B (zh) 內埋式線路封裝之方法
KR101708870B1 (ko) 적층형 반도체 패키지 및 이의 제조방법
KR101391092B1 (ko) 다층구조 인쇄회로기판
JP6323011B2 (ja) 多層基板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201014

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210907

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210914

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6945513

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150