WO2005004563A1

WO2005004563A1 - モジュール装置及びその製造方法

Info

Publication number: WO2005004563A1
Application number: PCT/JP2003/008476
Authority: WO
Inventors: Shuuji Eguchi; Masahiko Asano; Masahiro Sasaki; Kaoru Uchiyama
Original assignee: Hitachi, Ltd.; Hitachi Car Engineering Co., Ltd.
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-13
Also published as: EP1643818A4; US20060272150A1; JPWO2005004563A1; EP1643818A1; CN1802883A

Abstract

本発明の目的は、生産性が向上し、小型化が可能であるとともに、信頼性の向上したモジュール装置及びその製造方法を提供することにある。接続用金属端子を有するコネクタ(6)と、電子部品が実装された回路基板(1)とを有し、コネクタ(6)と基板(1)とが金属リード(7)により接続されている。コネクタ(6)の基板との接続面側と、金属リード7と、電子部品とを同一の熱硬化性樹脂(9)によって封止し、熱硬化性樹脂(9)は、硬化前の形態が40℃以下の温度において固形であり、電子部品を封止する熱硬化性樹脂(9)の厚さが、電子部品の高さに応じて変化するように形成されている。

Description

モジュール装置及びその製造方法技術分野

本発明は、基板上に実装された電子部品を樹脂封止した構成を有するモジュ一ル装置及びその製造方法に係り、特に、自動車用の各種コントロールユニットやセンサモジュールに用いるに好適なモジユール装置及びその製造方法に関する。

明背景技術

書

従来、自動車の各種コントロールユニット（例えば、エンジンコントロールュニット，モータコント口一ルユニット，自動変速機コントロールユニットなど）は、車室内やエンジンルーム内に配置されていた。これらのコントロールュニットの構造としては、プリント基板上に電子部品を実装し、このプリント基板を金属ベースに固定し、さらに、カバーケースで覆う構成のものが一般的である。近年、コントロールュニットをインテ一クマ二ホールドなどの上に直接取り付ける形式, すなわち、オンエンジン形式のコントロールユニットが検討されている。プリント基板を用いたコントロールユニットは、耐熱性が 1 2 0 °C程度であるため、オンエンジン形式には適用できない。セラミック基板を用いたコント口ールュニットは耐熱性が高いため、オンエンジン用として用いることが可能であるが、やや高価である。また、オンエンジン形式のもには、高耐熱性だけではなく、 '車室内やエンジン内形式のもの以上に、耐振動性や完全気密防水性が求められている。さらに、これらの要求は、オンエンジン形式のコントロールュニットだけではなく、センサ一モジュール（例えば、圧力センサモジュールや空気流量計モジュールなど）にも要求されるものである。

これらの要求を満たすため、プリント基板を用いて、オンエンジン形式に適用可能なモジュール装置の構成としては、例えば、特開 2 0 0 1— 2 8 8 3 3 3号公報に記載されているように、トランスファモールド実装によって外部リード端子と基板を一体成形したものが知られている。また、例えば、特開平 7— 2 2 7 2 2号に記載されているように、ペースト状樹脂を加熱硬化する低圧（減圧）成形法により、コネクタと基板を一体成形したものが知られている。

一方、自動車用の各種コントロールユニットまたはセンサーモジュールは、高機能高性能化のため高速、多ビット処理系の C P Uマイクロコンピューターが必要になってきている。その動向に伴い、マイクロコンピュータ一もパッケージ形態として多ピン小型薄型のボールグリッドアレイ（B GA) やチップスケールパッケージ（C S P ) で構成されるものが適用されるようになっている。マイクロコンピュータ一以外の半導体チップに対しても、高密度実装の点から B G Aや C S Pの適用が拡大しつつある。特に、ウェハレベルでパッケージ化できる C S P は、コスト低減効果も期待できるため、今後、広く適用され得るものである。このような B GAや C S Pを含む各種電子部品の実装方法としては、例えば、特開 2 0 0 2— 3 6 8 1 8 3号公報に記載されているように、真空状態に保った型内に、コネクタのリードと電気的に接続した基板をトランスファモ一ルドにより樹脂封止するものが知られている。発明の開示

しかしながら、特開 2 0 0 1— 2 8 8 3 3 3号公報に記載されているものは、外部リ一ド端子が電子部品の榭脂封止面と同じに位置にあるため、外部リ一ド端子を干渉しないトランスファモールド用の金型構造が必要となること、成形時にリード端子と金型隙間から樹脂バリが発生しやすいこと、のために取扱性が困難で生産性が低下するという問題があつた。

また、特開平 7— 2 2 7 2 2号に記載されているものは、真空状態を保っための特別な型構造や装置が必要であること、保護樹脂としてペースト状樹脂を用いるために、硬化時間が数十分以上となり、製品を型から取り出すまでの時間が長くなること、が問題である。さらに、電子回路基板や電子部品と熱膨張係数を合わせた保護樹脂は、硬化前のペースト状の樹脂粘度が非常に高くなるため、樹脂注入に対して高真空が必要であり、生産性が劣るという問題があつた。

さらに、特開 2 0 0 2— 3 6 8 1 8 3号公報に記載されているものは、外部と 'の接続端子がァゥ夕一リードを用いるため、端子数が多くなる場合はモジュールが大型になるという問題がある。特に、自動車や船舶用モジュール装置では、接続用受け入れコネクタとの接続の点から、リードが幅広で、厚くなる傾向にあること、従来のトランスファモールド法では外部端子リ一ドを並列に接続することが困難であることから、大型化する傾向にある。

また、上述の 3つの従来技術においては、封止樹脂層の基板からの高さが一定であるため、アルミ電解コンデンサなどの背高の部品を用いる場合、実質の封止樹脂層が 1 0 mm以上にもなり、非常に厚くなる。これは、電子機器ゃモジュ一ルの大きな反りの発生や電子部品への応力発生の要因となる。特に、取りつけ時の電子機器やモジュールの亀裂破断と剥離発生や、温度サイクル試験や熱衝撃試験などにおける信頼性の低下という問題が生じる。

本発明の目的は、生産性が向上し、小型化が可能であるとともに、信頼性の向上したモジュール装置及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、接続用金属端子を有するコネクタと、電子部品が実装された回路基板とを有し、前記コネクタと前記基板とが金属リ一ドにより接続されたモジュール装置において、（A) 前記コネクタの基板との接続面側と、前記金属リードと、前記電子部品とを、同一の熱硬化性樹脂によって封止し、（B ) 前記熱硬化性榭脂は、硬化前の形態が 4 0 °C以下の温度において固形であり、（C) 前記電子部品を封止する熱硬化性樹脂の厚さが、前記電子部品の高さに応じて変化するように形成されているものである。かかる構成により、生産性が向上し、小型化が可能であるとともに、信頼性が向上し得るものとなる。また、上記目的を達成するために、本発明は、接続用金属端子を有するコネク夕と、電子部品が実装された回路基板とを有し、前記コネクタと前記基板とが金属リードにより接続されたモジュール装置において、（A) 前記コネクタの基板との接続面側と、前記金属リードと、前記電子部品とを、同一の熱硬化性樹脂によつて封止し、（B ) 前記熱硬化性樹脂は、硬化前の形態が 4 0 °C以下の温度において固形であり、（C ) 前記電子部品を封止する熱硬化性樹脂の厚さが、前記電子部品の高さに応じて変化するように形成され、（D) 前記コネクタが、前記電子部品を封止する前記熱硬化樹脂面に対して直角または相対する面に配設されるようにしたものである。かかる構成により、生産性が向上し、小型化が可能であるとともに、信頼性が向上し得るものとなる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、接続用金属端子を有するコネク夕と、 B GAまたは C S Pを含む電子部品が実装された回路基板と、前記コネク夕と前記基板とを接続する金属リードを樹脂モールドにより封止するモジュール装置の製造方法において、成形圧力が 5〜 7 0 k g / c m², 成形温度が 1 5 0〜 1 8 0 °Cの範囲において低圧トランスファモールド成形機またはコンプレツション成形機により、または成形圧力が 2 0〜1 0 0 k g/ c m²、成形温度が 1 5 0 〜1 8 0 °Cの範囲にある射出成形機により、硬化前の形態が 4 0 °C以下の温度において固形である前記熱硬化性樹脂を用いて、前記コネクタの基板との接続面側と、前記金属リードと、前記電子部品とを、同一の熱硬化性樹脂によって封止し、そのとき、前記電子部品を封止する熱硬化性樹脂の厚さが、前記電子部品の高さに応じて変化するように封止するようにしたものである。かかる方法により、生産性が向上し、小型化が可能であるとともに、信頼性が向上し得るものとなる。図面の簡単な説明

図 1 A〜図 1 Eは、本発明の第 1の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。 .

図 2 A〜図 2 Gは、本発明の第 2の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。

図 3 A〜図 3 Fは、本発明の第 3の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。

図 4 A〜図 4 Fは、本発明の第 4の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。

図 5 A〜図 5 Fは、本発明の第 5の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。

図 6 A〜図 6 Hは、本発明の第 6の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。

図 7 A〜図 7 Fは、本発明の第 7の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。 2003/008476 図 8 A〜図 8 Fは、本発明の第 8の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。発明を実施するための最良の形態

最初に、図 1A〜1 Eを用いて、本発明の第 1の実施形態によるモジュール装置の構成およびその製造方法について説明する。本実施形態によるモジュール装置は、自動車，船舶，電動機用コントロールユニットとして用いられるものであり、回路基板としては、 2層の樹脂プリント基板を用いている。

図 1 A〜 1 Eは、本発明の第 1の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。

図 1Aに示すように、 2層樹脂プリント基板 1の片面上に、 SnZPb共晶はんだぺ一スト材 2を印刷する。樹脂プリント基板 1は、ガラス転位温度 130°C、線膨張係数 15 p

の物性を有する 100 X 70mmの大きさのものである。

次に、図 1 Bに示すように、基板 1に、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどの背の低いチップ部品 3 Aと、アルミコンデンサなどの背の高いチップ部品 3Bと、半導体パッケージ 4を自動搭載機にて搭載後、基板 1を最高温度 210 〜240°Cのリフロー炉内に通過して、はんだ接合する。

そして、フラックスを除去するために、炭化水素系溶剤にて基板 1を洗浄して所定温度，所定時間で乾燥する。ここで、無洗浄用の半田フラックスを用いる場合は、電子部品搭載後の洗浄工程を省くことができる。

次に、図 1 Cに示すように、ピン挿入型電子部品 5と樹脂コネクタ 6の端子リ —ド 7を樹脂基板 1のスル一ホールに揷入後、基板 1の裏面をフロー半田にて樹脂基板 1との接合を完了する。樹脂コネクタ 6は、接続用の金属端子を有し、その金属端子の他方の端部が、金属リード 7となっている。

次に、図 1Dに示すように、図 1 Cの工程で製造されたモジュールをトランスファモ一ルド機に配置された 165°Cの金型 8内に挿入後、線膨張係数 15 pp m/°C, 弾性率 13GP a，ガラス転移温度 155 °Cの硬化物物性を有する室温で固形のエポキシ樹脂成形材料 9を用いて、成形圧力 30 kg/ cm²において 3 分間でトランスファモールド成形する。

このとき、金型 8の内部の高さは、基板 1に搭載された部品の高さに応じて変えている。即ち、コネクタ 6が取り付けられる部分は、コネクタ 6の高さと同じとしている。チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどの背の低いチップ部品 3 Aや、半導体パッケージ 4や、ピン挿入型電子部品 5が搭載される位置における金型内部の高さは、コネクタ 6の部分の高さより低くしている。ただし、背の高い部品であるアルミコンデンサのようなチップ部品 3 Bが搭載されている位置では、半導体パッケージ 4やピン挿入型電子部品 5が搭載される位置よりも、金型の内部の高さを高くしている。即ち、アルミコンデンサのような背の高いチップ部品 3 Bが搭載されている位置では、上側の金型の内部に窪みを形成している。最後に、図 1 Eに示すように、樹脂 9によって封止されたモジュールを金型 8 から脱着させる。そして、プログラム書き込み及び電気導通検査を経て、本実施形態によるコントロールュニッ卜が得られる。

以上のように構成することにより、本実施形態によるコントロールュニットは、電子部品と回路基板の封止，コネクタとの接着及びコントロールュニット全体の構造体の成形が 1種類のエポキシ樹脂成形材料で同時にできるため、従来から用いていた金属または樹脂ケース，キャップ，電子部品防湿用コート膜などが不要となり、部品点数を削減でき、また、工数も低減できる。

さらに、樹脂ケースとキャップを省略でき、しかも、封止面積を最少化できるので、コントロールユニットを小型化でき、また、薄型化できる。

また、エポキシ樹脂成形材料は室温で固形であるため、取り扱いが容易であり、しかもトランスファモールド成形法，コンプレツション成形法または射出成形法によって加熱加圧で短時間成形できるため、既存の安価な生産設備を活用できるとともに、作業時間の大幅な短縮が可能である。

本実施形態で用いるエポキシ樹脂成形材料は従来の半導体封止材料と同じ特性を有するため、低熱膨張性，低吸湿性及び高接着性であり、成形後の電気 ·電子モジュールの高信頼性化を図ることができる。

また、金型を用いた加圧成形法であるため、製品の外形形状の自由化が可能であり、しかも樹脂封止層の厚さを電子部品の高さに応じて変えることによって反りや応力を低減できるため、信頼性を向上することができる。

以上のように構成することにより、本実施形態によるコントロールュニットは、従来よりも、小型で、かつ薄型とすることができる。また、信頼性においても、一 4 0 °C〜1 3 0 °Cの熱衝撃試験において 2 0 0 0サイクル以上、 8 5 °C 8 5 % の高温高湿試験において 2 0 0 0時間以上でも、正常な動作を示すものである。以上説明した本実施形態によるモジュール装置を含む本発明の特徴とする点は、次の通りである。

本発明においては、電子部品の実装された基板（樹脂プリント基板またはフレキシブル基板）に、コネクタの金属リードを接続した状態で、樹脂封止してモジユール装置を構成する。ここで、

1 ) 封止樹脂は熱硬化性樹脂であり、この封止樹脂を用いて、回路基板に実装された電子部品と、コネクタと接続する金属リ一ドを覆い隠すように封止されていること、

2 ) 封止樹脂が、硬化前の形態が 4 0 °C以下の温度において固形であること (すなわち、常温で液体状態やペースト状態の封止樹脂は用いないこと）、

3 ) 前記電子部品を封止する熱硬化性樹脂の厚さが、電子部品の高さに応じて変化するように形成されていること、

を特徴としている。

さらに、具体的に説明する。本発明においては、回路基板上に実装した電子部品及びコネクタの基板との接続面側に配置した金属リード（またはワイヤ）を覆い隠すように封止するために用いる封止樹脂としては、無機質フィラを含む 4 0 °C以下において固形のエポキシ樹脂成形材料としている。このエポキシ樹脂は、通常の樹脂封止型半導体装置用封止材料と同じものを使用することができる。この固形のエポキシ樹脂成形材料は、加熱加圧下による一体成形を行うには最も適した封止樹脂であり、成形性とコントロールュニットの信頼性を同時に確保することができる。また、加熱加圧下のみならず。減圧による方法も同時に採用すれば、封止樹脂中のボイド低減に対して大きな効果があり、信頼性の大幅な向上を図ることができる。

さらに、このエポキシ樹脂成形材料は、ポリブチレンテレフ夕レート、ナイ口ン、またはポリフエ二レンサルフアイドからなる樹脂コネクタとの接着性にも優れている。また、コネクタの金属リード（またはワイヤ）やフレキシブル基板の断線や剥離は見られないため、信頼性が向上する。接着性が向上した理由のひとつとしては、成形温度が 1 5 0 °C以上であるため、コネクタ樹脂の界面とェポキシ樹脂との分子の絡まり合いが生じて強固な接着界面を形成することが挙げられる。成形温度を 1 5 0 °Cより小さくすると、樹脂の粘度が高く成形性が低下する。成形温度の上限は、電子部品等を回路基板に固着するハンダ材料によって異なる。 P b S n共晶ハンダを用いる場合には、成形温度の上限は、 P b S n共晶ハンダの融点（1 8 3 °C以上）よりも低温の 1 8 0 °C以下が好ましいものである。 P b フリーハンダを用いる場合には、成形温度の上限は 2 2 0 °C以下が好ましいものである。

エポキシ樹脂成形材料に含まれる無機質フイラとしては、溶融シリカ，結晶性シリカ，アルミナ，酸化マグネシウム，ボロンナイトライド，シリコンナイトラィド，シリコン力一バイドなどの破碎状または球状の少なくとも 1種類以上を用いることができる。

エポキシ樹脂成形材料としては、エポキシ樹脂とフエノール樹脂硬化剤とからなる組成であり、 4 0 °C以下で固形のオルソクレゾ一ル型エポキシ樹脂，ビフエニル骨格を有するエポキシ樹脂，ジシクロペンタジェン骨格を有するエポキシ樹脂，ナフ夕レン骨格を有するエポキシ樹脂，またはビスフエノール A型エポキシ樹脂などと、フエノールノボラック樹脂，オルソクレゾールノポラック樹脂，ジシクロペン夕ジェン骨格を有するフエノール樹脂，またはナフタレン骨格を有するフエノール樹脂などとの組み合わせから得ることができる。また、エポキシ樹脂成形材料には低弾性率化による低応力化を図るため、シリコーンゴムまたはォィルゃブタジエン系ゴムなどの低応力化材を含むことができる

さらに、本発明では、回路基板上に実装した電子部品及び、コネクタの基板との接続面側に配置した金属リード（またはワイヤ）またはフレキシブル基板の封止樹脂としては、その硬化後の樹脂物性が

線膨張係数； 8〜2 5 p mZ ：、

弾性率； 8〜 3 0 G P a、ガラス転移温度； 8 0〜 2 0 0 °C、

であることを特徴とする。

これらの樹脂物性は、電子部品，回路基板，放熱金属板の線膨張係数による差から発生する応力、または電子部品の回路基板へのはんだ付けなどのよる接合部分への応力を低減するために決められるものであり、線膨張係数はこれらの部材へできるだけ近づける必要があるため、本発明では 8〜 2 5 p p mZ°Cの範囲にある。また、本発明の電気 ·電子モジュールでは線膨張係数の異なる電子部品や各種部材を用いるため、低応力化のためには線膨張係数の規定の他に、低弾性率化が好ましいが、成形時の金犁離型性を確保するために弾性率は 8〜 3 0 G P a の範囲にある。ガラス転移温度も、低応力の観点からは低い方が好ましいが、成形時の金型離型性やモジュールの耐熱性の観点から 8 0〜2 0 0 °Cが好適である。本発明のコントロールュニットにおいては、樹脂プリント基板またはプリント基板上に搭載した各種電子部品を封止する熱硬化性樹脂層の厚さを、電子部品の高さに応じて変えることを特徴とする。これは、封止後の過熱冷却によって発生するュニットの反りや熱膨張係数に違いによる応力の低減に対して大きな効果があるためである。上述したように、熱硬化性樹脂の線膨張係数を樹脂プリント基板やフレキシブル基板のそれに近づけることで応力の低減を図ることができるが、基板上に搭載するコネクタ部品や各種電子部品（パッケージ，アルミ電解コンデンサ，抵抗，コンデンサ）が有する線膨張係数のすべてと合わせることが困難であるため、樹脂封止層の厚さを電子部品の高さに応じて変えることによって反りや応力を低減する。この封止樹脂層の厚さとしては、各電子部品の頂点から 0 . 5 mm〜6 . 0 mmの間が好適である。 0 . 5 mm未満では熱硬化性樹脂の成形時の流動性低下が顕著になり、また 6 . 0 mmを超えると反りや応力低減の効果がほとんど見られなくなる。

本発明において用いる回路基板としては、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，またはビスマレイミドトリアジン樹脂にガラス繊維や無機フイラを配合したした樹脂プリント基板，またはポリイミド，液晶ポリマーからなるフレキシブル基盤のいずれかを用いることができる。特に、本発明ではエンジン内またはオンェンジンへも適用できるコントロールュニットが目的であるため、回路基板のガラス転移温度が 1 5 0 °C以上であることが望ましいものである。従来の F R— 4と呼ばれているガラス転移温度が 1 2 0〜1 3 0 °Cの基板では、コントロールュニットの耐久環境が 1 3 0 °C以上になると、基板の厚さ方向（Z方向）の熱膨張係数が急激に高くなるため、基板内のスル一ホール断線を発生させやすい。これに対してガラス転移温度を 1 5 0 °C以上にすることによって、オンエンジンなどの高温使用環境でも基板の線膨張係数の変化を抑えることができるため、信頼性が大幅に向上する。

本発明では、回路基板上も熱硬化性樹脂で封止されるため、 1 5 0 °C以上の高温においても酸化に影響が少なくなるため、基板やソルダーレジスト材料の熱劣化や変質による変色または特性劣化を大幅に抑えることができるという特徴も有する。そのため、高耐熱用コントロールユニット分野への適用が可能となる。本発明は、コネクタと各種電子部品を加熱加圧下で一体モ一ルド化した構造を有することを特徵とするが、接続用金属端子を有するコネクタの配置は、各種電子部品を封止する熱硬化性樹脂面に対して直角に配設することが特徴である。また、後述する実施形態で説明するように、コネクタの配置は、各種電子部品を封止する熱硬化性樹脂面に相対する面に配設する場合にも特徴がある。この構造は、熱硬化性樹脂の成形用金型構造として従来の構造を採用できるため、設計と生産が容易になる。

また、本発明では、回路基板とコネクタとを電気的に接続する金属端子が、回路基板のスルーホール部分へ挿入した後、はんだまたは導電性接着剤で固定することを特徴とする構造である。この構造においては、標準化した市販の安価、多ピン、または並列配列ピン構造を有する各種のコネクタを用いることができること、金属端子と基板との接続がはんだまたは導電性接着剤を用いて短時間にできること、などの点から汎用性が極めて高くなる。

本発明におけるコネクタと電子部品の一体モールド構造の成形は、成形圧力が 5〜7 0 k g Z c m²、成形温度が 1 5 0〜1 8 0 °Cの範囲において低圧トランスファモールド成形機またはコンプレツション成形機を用いて行う。これらの成形条件は、次の理由により樹脂封止形半導体装置の成形条件（1 7 0〜1 8 0 、 7 0〜1 0 0 k g Z c m²) と比べて、低圧かつ低温であることが特徴である。すなわち、成形時にコネクタの変形を防止するために 7 0 k gZ c m²以下の低圧成形が必要であること、または電子部品と回路基板との接合が S n / P b共晶はんだで行われる場合には、 S n / P b共晶の融点が 1 8 3 °Cであるため、この温度よりも低い 1 7 0 以下で成形する必要がある。なお、 P bフリ一ハンダを用いる場合には、成形温度の上限は 2 2 0 °C以下が好ましいものである。しかし、逆に、成形圧力が 5 k c m²未満では樹脂中にボイド発生や樹脂充填不足が発生すること、さらに成形温度が 1 5 0 °C未満では樹脂の硬化不足によって成形時間が 5分以上となり、生産性が極端に悪くなること、などの観点から、成形条件としては前記の範囲が好適である。また、本発明では、金型全体を減圧にした状態

'で前記の条件の下で低圧トランスファモ一ルド成形機またはコンプレツシヨン成形機を用いて一体成形を行うことができる。

本発明におけるコネクタと電子部品の一体モールド構造の成形法としては、熱硬化性樹脂を用いた射出成形機による射出成形法を採用することも可能である。この場合の成形条件としては、成形圧力が 2 0〜1 0 0 k g Z c m²、成形温度が 1 5 0〜1 8 0 °Cの範囲にある。特に、成形圧力は従来の射出成形圧力である数百〜数千 k g / c m²よりも小さくする必要がある。射出成形法は、大型のコントロールユニットを成形するには好適な成形法である。

以上のようにして、本発明では、電子部品とコネクタとを一体モールドするェポキシ樹脂成形材料は、樹脂封止型半導体装置用として使用される封止材料と同じ硬化物物性を有しており、低熱膨張性，低吸湿性及び高接着性であり、かつィ

.オン性不純物が低いため、コント口一ルュニッ卜の信頼性を向上することができる。特に、電子部品や回路基板の線膨張係数に近い材料を自由に選ぶことができること、さらに樹脂封止層の厚さを電子部品の高さに応じて変えることによって反りや応力を低減できるため、信頼性を向上させることができる。また、ェポキシ樹脂成形材料は樹脂コネクタとの接着性にも優れるため、ュニットの筐体構造としての信頼性向上に対しても大きな効果がある。さらに、電子部品及び接続、接合のための金属リ一ドゃ半田または導電接着剤接合部がエポキシ樹脂成形材料による封止によって固定されるため、優れた耐振動性や温度サイクルまたは熱衝撃試験時における耐接合疲労性を有する。本発明においては、金型を用いてエポキシ樹脂成形材料のトランスファモールド法またはコンプレツション法による加熱加圧成形を行うため、液状の樹脂を用いる場合と比べて、生産性が高くなる。また、ユニット外形を金型形状で決めることができるため、ケース材を用いた場合と比べて、モジュールの小型化や薄型化を容易に図ることができる。

次に、図 2A〜2Gを用いて、本発明の第 2の実施形態によるモジュール装置の構成およびその製造方法について説明する。本実施形態によるモジュール装置は、自動車，船舶，電動機用コントロールユニットとして用いられるものであり、回路基板としては、 4層の樹脂プリント基板を用いている。

図 2 A〜 2 Gは、本発明の第 2の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。なお、図 1と同一符号は、同一部分を示している。

図 2Aに示すように、ガラス転位温度 170°C，線膨張係数 15 ppm/°Cの物性を有する 90 X 70 mmの 4層樹脂基板 1 Aの片面上に S n/P b共晶はんだべ一スト材 2を印刷する。

次に、図 2 Bに示すように、回路基板 1 Aに、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどのチップ部品 3 Cを自動搭載機にて搭載後、基板を最高温度 210〜 240°Cのリフ口一炉内に通過してはんだ接合を行う。

さらに、図 2 Cに示すように、回路基板 1 Aの上下を反転させ、回路基板 1 A の他方の面に S n/P b共晶はんだべ一ストを塗布する。

次に、図 2Dに示すように、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどのチップ部品 3 Cやアルミコンデンサなどのチップ部品 3 Bと半導体パッケージ 4を自動搭載機にて搭載後、再リフローを行いはんだ接合を行う。

次に、図 2Eに示すように、ピン挿入型電子部品 5と樹脂コネクタ 6の端子リード 7を樹脂基板 1 Aのスル一ホ一ルに揷入後、基板の裏面をフ口一半田にて樹脂基板との接合を完了する。

次に、図 2 Fに示すように、図 2 Eの工程で製造されたユニットをトランスファモ一ルド機に配置された 16 の金型 8内に揷入後、線膨張係数 12 ppm Z。C、弾性率 20GP a、ガラス転移温度 125 °Cの硬化物物性を有する室温で固形のエポキシ樹脂成形材料 9を用いて、成形圧力 30 kgZcm²において 3分間で成形を行う。

そして、図 2 Gに示すように、ユニットを金型 8から脱着させた後、プロダラム書き込み及び電気導通検査を経て、本実施形態によるコントロールュニットを得る。

以上のように構成することにより、本実施形態によるコントロールュニットは、従来よりも、小型で、かつ薄型とすることができる。また、得られたコントロールュニッ卜の信頼性が— 5 5 °C〜1 5 0 の熱衝撃試験において 1 2 0 0サイクル以上、 8 5 °C 8 5 %の高温高湿試験において 2 0 0 0時間以上でも、正常な動作を示す。このコントロールュニットはガラス転移温度 1 7 0 °Cの樹脂プリント基板を用いているために、 —5 5 °C〜1 5 0 °Cの熱衝撃試験という厳しい信頼性試験においても優れた特性を有する。

次に、図 3を用いて、本発明の第 3の実施形態によるモジュール装置の構成およびその製造方法について説明する。本実施形態によるモジュール装置は、自動車，船舶，電動機用コントロールユニットとして用いられるものであり、回路基板としては、 4層の樹脂プリント基板を用いている。

図 3 A〜3 Fは、本発明の第 3の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。なお、図 1，図 2と同一符号は、同一部分を示している。図 3 Aに示すように、ガラス転位温度 1 7 0 °C，線膨張係数 1 5 p p m/°Cの物性を有する 1 0 0 X 7 0 mmの 4層樹脂基板 1 Aの片面上に S n ZA g Z C u 系はんだペースト材 2 Aを印刷する。

次に、図 3 Bに示すように、樹脂基板 1 Aに、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどのチップ部品 3 Aやアルミコンデンサなどのチップ部品 3 Bと、マイクロコンピュータ B GAパッケージ 1 1を自動搭載機にて搭載後、高温度 2 4 0 〜2 5 0 °Cのリフロー炉内に通過してはんだ接合を行う。

さらに、図 3 Cに示すように、ピン挿入型電子部品 5を樹脂基板 1 Aのスルーホ一ルへ揷入後、フロー半田を用いて樹脂基板を接合を行う。その後、コネクタ 6 Aの端子リ一ド 7 Aを樹脂基板 1 Aのスルーホールに挿入する。

次に、図 3 Dに示すように、コネクタ 6 Aの端子リード 7 Aと、基板 1 Aの裏面をフロー半田にて榭脂基板との接合を完了する。次に、図 3 Eに示すように、図 3 Dの工程で製造されたモジュールをトランスファモールド機に配置された 1 Ί 5 °Cの金型 8 A内に挿入後、線膨張係数 1 5 p m/°C, 弾性率 1 3 G P a，ガラス転移温度 1 5 5 °Cの硬化物物性を有する室温で固形のエポキシ樹脂成形材料 9を用いて、成形圧力 3 0 k g / c m²において 9 0秒間で成形を行う。

次に、図 3 Fに示すように、モジュールを金型から脱着させた後、プログラム書き込み及び電気導通検査を経て、本実施形態による自動車コントロールュニッ卜を得る。

なお、本実施形態においては、 B G A搭載後に B G Aの半田ポール隙間をアンダーフィル材を用いて、あらかじめ充填する方法を採用することもできる。アン夕"一フィル剤としては、無機充填剤を含む室温で液状のアクリル樹脂またはェポキシ樹脂または無機充填剤を含まない前記の樹脂を用い、硬化温度としては 8 0 〜1 5 0 °Cの条件を採用することができる。アンダーフィル剤を用いる場合は、 B G A下のはんだボール隙間へのボイド発生をほぼ完全に抑えることができる。以上のように構成することにより、本実施形態によるコントロールュニットは、従来よりも、小型で、かつ薄型とすることができる。また、得られたコントロールュニットの信頼性が— 5 5 °C〜 1 5 0 °Cの熱衝撃試験において 1 2 0 0サイクル以上、 8 5 °C 8 5 %の高温高湿試験において 2 0 0 0時間以上でも、正常な動作を示す。

次に、図 4 A〜4 Fを用いて、本発明の第 4の実施形態によるモジュール装置の構成およびその製造方法について説明する。本実施形態によるモジュール装置は、自動車，船舶，電動機用コントロールユニットとして用いられるものであり、回路基板としては、フレキシブル基板を用いている。

図 4 A〜 4 Fは、本発明の第 4の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。なお、図 1 , 図 2と同一符号は、同一部分を示している。図 4 Aに示すように、ガラス転位温度 2 3 0 °C, 線膨張係数 1 2 p p m/°Cの物性を有する 1 0 0 X 7 0 mmのポリイミド厚さ 7 5 mと両面 C u配線層 3 5 m厚さの 2層フレキシブル基板樹脂基板 1 Bの片面上に S n / P b共晶はんだペースト材 2を印刷する。 · 次に、図 4 Bに示すように、基板 1 Bに、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどのチップ部品 3 Aやアルミコンデンサなどのチップ部品 3 Bと、マイクロコンピュータ B GAパッケージ 1 0と、 C S P 1 3を自動搭載機にて搭載後、基板を最高温度 2 1 0〜2 4 0 °Cのリフ口一炉内に通過してはんだ接合を行う。次に、図 4 Cに示すように、電子部品を実装したフレキシブル基板 1 Bを、コネクタ取り付け部分を繰り抜いた厚さ 3 mmのアルミニウムベース 1 4と低弹性の粘着シ一トを用いて貼り合わせる。

その後、図 4 Dに示すように、コネクタ 6 Aの端子リード 7 Aをフレキシブル基板 1 Bのスルーホール部分に挿入してエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂系接着剤を用いて室温または 1 5 O 以下の温度で仮接着した後、フロー半田にて樹脂基板とのはんだ接合を完了する。ここで、コネクタ 6 Aには、ベース 1 4の接触面側に、くり貫き部 1 5 Aを有する。

次に、図 4 Eに示すように、図 4 Dの工程で製造されたモジュールをトランスファモールド機に配置された 1 6 5 °Cの金型 8 B内に挿入後、線膨張係数 1 2 p p mZ°C , 弾性率 2 0 G P a , ガラス転移温度 1 2 5 °Cの硬化物物性を有する室温で固形のエポキシ樹脂成形材料 9を用いて、成形圧力 3 0 k g Z c m²において 3分間で成形を行う。この場合、成形中においてエポキシ樹脂成形材料がコネク '夕部分へも流動するように、フレキシブル基板 1 Bは貫通穴 1 5 Bを有しており、この貫通穴 1 5 Bを経て、樹脂成形材料が、コネクタ 6 Aのくり貫き部 1 5 Aにも流動する。

次に、図 4 Fに示すように、ユニットモジュールを金型から脱着させた後、プログラム書き込み及び電気導通検査を経て、本実施形態の自動車コント口一ルュニッ卜を得る。

以上のように構成することにより、本実施形態によるコントロールュニッ卜は、従来よりも、小型で、かつ薄型とすることができる。また、得られたコント口一ルユニットはフレキシブル基板からなる各種電子部品の樹脂封止面と反対側にコネク夕を配設した構造であり、その信頼性は一 5 5 °C〜1 5 の熱衝撃試験において 1 2 0 0サイクル以上、 8 5で 8 5 %の高温高湿試験において 2 0 0 0時 .間以上でも、正常な動作を示すという優れた特性を有する。次に、図 5A〜5 Fを用いて、本発明の第 5の実施形態によるモジュール装置の構成およびその製造方法について説明する。本実施形態によるモジュール装置は、自動車，船舶，電動機用コントロールユニットとして用いられるものであり、回路基板としては、 4層の樹脂プリント基板を用いている。

図 5 A〜5 Fは、本発明の第 5の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。なお、図 1, 図 2と同一符号は、同一部分を示している。図 5 Aに示すように、ガラス転位温度 170 °C，線膨張係数 1 5 p p m/°Cの物性を有する 100 X 70mmの 4層樹脂基板 1 Aの片面上に S n/AgZCu 系はんだペースト材 2 Aを印刷する。

次に、図 5 Bに示すように、樹脂基板 1Aに、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどのチップ部品 3 Aやアルミコンデンサなどのチップ部品 3 Bと、マイクロコンピュー夕 BGAパッケージ 1 1と、パワー半導体パッケージ 16を自動搭載機にて搭載後、高温度 240〜 250 °Cのリフロー炉内に通過してはんだ接合を行う。

次に、図 5 Cに示すように、コネクタ 6の端子リード 7を樹脂基板 1 Aのスル —ホールに挿入して、基板 1 Aの裏面をフロー半田にて樹脂基板との接合を完了する。

次に、図 5Dに示すように、厚さ 2mmの放熱板 Cu板 17を粘着剤を用いて、パヮ一半導体パッケージ 16を搭載した部分の基盤 1 Aの直下に貼り付ける。ここでは、放熱板の金属としては、アルミニウムや表面 N iめっきした鉄系金属を用いたり、または熱伝導性のセラミックフイラや金属繊維（またはフイラ）を配合したプラスチック複合体を用いることもできる。

次に、図 5 Eに示すように、図 5 Dの工程で製造されたユニットをトランスファモールド機に配置された 175 °Cの金型 8内に挿入後、線膨張係数 1 5 p pm /°C, 弾性率 1 3 GP a, ガラス転移温度 1 55 °Cの硬化物物性を有する室温で固形のエポキシ樹脂成形材料 9を用いて、成形圧力 30 kg/ cm²において 90 秒間で成形を行う。ここで、金型 8の形状は、 BGAパッケージ 1 1とパヮ一半導体パッケージ 1 6とを配置する位置における高さが、チップ部品 3 Aを配置する位置の高さと同じにしているが、図 3に示したように、 BGAパッケージ 1 1 やパワー半導体パッケージ 1 6を配置する位置における高さを、チップ部品 3 A を配置する位置の高さよりもわずかに高くしてもよいものである。

次に、図 5 Fに示すように、ユニットを金型 8から脱着させた後、プログラム書き込み及び電気導通検査を経て、本実施形態の自動車コントロールュニットを得る。

本実施形態のコントロールユニットでは、放熱性を確保するために、発熱パヮ —半導体チップを搭載するプリント基板の直下に、放熱用の金属ベースまたはプラスチック複合体を設けるようにしている。放熱用の金属としては、アルミユウム，鉄系，銅系材料の板，薄膜，箔を用いることができる。プラスチック複合体は、力一ボン繊維や粉，またはアルミナ，シリコンナイトライド，ボロンナイトライド，シリコンカーバイドなどの熱伝導性セラミックフイラを配合した熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。また、金属箔ゃ薄膜を裏打ちしたプラスチック板や薄膜も用いることができる。これらプリント基板の直下に、放熱用の金属ベースまたはプラスチック複合体を設ける方法としては、粘着剤ま 'たは接着剤を用いてプリント基板へ室温または加熱下で圧着して貼り付ける方法や、金属べ一スゃプラスチック複合体をプリント基板の直下に配置したするだけで、モールド成形時に両者を一体化する方法、のいずれかを採用することができる。

以上のように構成することにより、本実施形態によるコントロールュニットは、従来よりも、小型で、かつ薄型とすることができる。また、得られたコント口一ルュニットは基板直下に放熱金属板を配設した構造であり、その信頼性は一 5 5 °C〜1 5 0 °Cの熱衝撃試験において 1 2 0 0サイクル以上、 8 5 °C 8 5 %の高温高湿試験において 2 0 0 0時間以上でも、正常な動作を示すという優れた特性を有する。

次に、図 6 A〜6 Hを用いて、本発明の第 6の実施形態によるモジュール装置 .の構成およびその製造方法について説明する。本実施形態によるモジュール装置は、自動車，船舶，電動機用コントロールユニットとして用いられるものであり、回路基板としては、 4層の樹脂プリント基板を用いている。

図 6 A〜 6 Hは、本発明の第 6の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。なお、図 1, 図 2と同一符号は、同一部分を示している。図 5 Aに示したように、ガラス転位温度 170°C, 線膨張係数 15 ppmZ°C の物性を有する 100 X 70mmの 4層樹脂基板 1 Aの片面上に S nZAgZC u系はんだべ一スト材 2 Aを印刷する。そして、図 5 Bに示したように、樹脂基板 1 Aに、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどのチップ部品 3 Aやアルミコンデンサなどのチップ部品 3 Bと、マイクロコンピュー夕 B G Aパッケージ 1 1と、パワー半導体パッケージ 16を自動搭載機にて搭載後、高温度 240〜2 50 °Cのリフロー炉内に通過してはんだ接合を行う。

そして、図 6Aに示すように、コネクタ 6の端子リード 7を樹脂基板 1 Aのスルーホールに挿入して、基板 1 Aの裏面をフロー半田にて樹脂基板 1 Aとの接合を完了する。

次に、図 6B, Cに示すように、厚さ約 1mmの表面 S nめっきした Cu系リ —ドフレーム 18をエポキシ樹脂，アクリル樹脂，シリコーン樹脂系の接着剤または粘着剤を用いて、樹脂基板 1 Aの直下に貼り付ける。ここで、図 6Bは断面図であり、図 6 Cは,図 6 Bの上面図である。この Cu系リードフレ一ム 18は取り付け金具としてだけではなく、放熱用板としても使用するため、図 6 Cに示すように、フレーム内部をくり貫いた構造を有している。リードフレ一ム 18は、自動車エンジン室内またはエンジン上に装着するための取り付け冶具として用いられる。

次に、図 6 Dに示すように、図 6 Cの工程で製造されたユニットをトランスファモールド機に配置された 175°Cの金型 8内に挿入後、線膨張係数 15 ppm /°C，弾性率 13GP a，ガラス転移温度 155 °Cの硬化物物性を有する室温で固形のエポキシ樹脂成形材料 9を用いて、成形圧力 30 kgZcm²において 90 秒間で成形を行う。

次に、図 6 Eに示すように、成形されたユニットを金型 8から脱着させ、図 6 Fに示すように、リードフレーム 18の余分な部分（図 6 Eに示す左端部分や右端部分）を切断する。

そして、図 6G， Hに示すように、トリミングによってリードフレーム 18の折り曲げ加工を行う。図 6 Gは断面図であり、図 6Hは図 6 Gの左側面図である。折り曲げ加工されたリードフレーム 1 8は、自動車エンジン室内またはエンジン上に装着するための取り付け冶具として用いられる。最終的にプログラム書き込み及び電気導通検査を経て、本実施形態の自動車コントロールユニットを得る。なお、本実施形態においては、あらかじめ基板を金属リードフレームに貼り付けた後、各種の電子部品とコネクタの実装を行い、モールドによって一体成形する方法を採用することができる。また、あらかじめ取り付け部分をトリミングした後の金具を用いて、榭脂モールド時にこの金具を金型内に装着後、図 5で示したような放熱板を配設したュニットとともに同時に成形する方法を採用することもできる。

以上のように構成することにより、本実施形態によるコント口一ルュニットは、従来よりも、小型で、かつ薄型とすることができる。また、得られたコントロールュニットは放熱板と取り付け金具の両者を有する構造であり、その信頼性は一 5 5 °C〜1 5 0 °Cの熱衝撃試験において 1 2 0 0サイクル以上、 8 5 °C 8 5 %の高温高湿試験において 2 0 0 0時間以上でも、正常な動作を示すという優れた特性を有する。

次に、図 7 A〜7 Fを用いて、本発明の第 7の実施形態によるモジュール装置の構成およびその製造方法について説明する。本実施形態によるモジュール装置は、自動車，船舶，電動機用コントロールユニットとして用いられるものであり、回路基板としては、 4層の樹脂プリント基板を用いている。

図 7 A〜7 Fは、本発明の第 7の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。なお、図 1 , 図 2と同一符号は、同一部分を示している。図 3 Aに示したように、ガラス転位温度 1 7 0 °C、線膨張係数 1 5 p p mZ°C の物性を有する 1 0 0 X 7 0 mmの 4層樹脂基板 1 Aの片面上に' S n /A g / C u系はんだペースト材 2 Aを印刷する。そして、図 3 Bに示したように、基板 1 Aに、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどのチップ部品 3 Aやアルミコンデンサなどのチップ部品 3 Bと、マイクロコンピュータ B G Aパッケージ 1 1と、 C S P 1 3を自動搭載機にて搭載後、高温度 2 4 0〜2 5 0 °Cのリフロー炉内に通過してはんだ接合を行う。

次に、図 7 Aに示すように、コネクタ 6の端子リード 7を樹脂基板 1 Aのスル一ホールに挿入して、基板の裏面をフロー半田にて樹脂基板との接合を完了する。なお、本実施形態では、図 7 Bや図 7 Dに拡大して示したように、図 7 Aに示した BGA1 1または CSP 13を搭載した場所の直下のプリント基板 1 Aの部分に、直径 300 mの C uめつきしたスルーホール 19を形成する。

次に、図 7 Dに示すように、図 7 Aの工程で製造されたユニットをトランスファモ一ルド機に配置された 175°Cの金型 8内に挿入後、線膨張係数 1 5 p pm /°C, 弾性率 13 GP a，ガラス転移温度 1 55°Cの硬化物物性を有する室温で固形のエポキシ樹脂成形材料 9を用いて、成形圧力 30 kgZcm²において 90 秒間で成形を行う。このとき、成形時の熱硬化性樹脂 9は液状の低粘度樹脂となつているため、図 7 Eや図 7 Fに示すように、樹脂の流動は BGA 1 1または C S P 1 3のはんだボール搭載中央部分から基板のスルーホール 1 9を通過していく。そのため、 B GA 1 1または C S P 13の搭載後のはんだポール隙間へのボィド発生が抑えられる。

そして、ユニットを金型 8から脱着させた後、最終的にプログラム書き込み及び電気導通検査を経て、本発明の自動車コントロールュニットを得る。

本実施形態においては、 BG Aまたは CS Pの搭載後のはんだボール隙間へのボイド発生が抑える方法として、エポキシ樹脂成形材料に含まれる無機充填剤の最大粒径を従来の約 80〜 100 mよりも小さな 50 m以下にすることによつて、はんだボ一ル隙間への樹脂の充填を容易にすることができる。特に、 BG Aや C S Pのはんだボールピッチが狭くなつたり、はんだポール径が小さくなつた時には有効である。また、成形方法においても、金型全体を減圧にした状態で前記の条件の下で低圧トランスファモールド成形機，コンプレツシヨン成形機または射出成形機を用いて一体成形を行うことによって、ボイドレスの状態を達成できる。

以上のように、本実施形態では、半導体パッケージとして BGAや CS Pを基板上に搭載するコントロールュニットにおいては、：6&八またはじ3?の搭載部分に相当する基板の少なくとも一部に、熱硬化性樹脂を流動するための直径 0. lmm〜l 0mmを有するスル一ホールを設けるようにしている。 BGAまたは CSPの基板上への接続は、はんだボールで行うため、自動車，船舶，電動機などの高温高振動下の使用環境では、はんだボール接続寿命の低下する恐れがある。一般に、はんだポール接続寿命を確保するためには、通常はアンダーフィル材と呼ばれる樹脂をはんだポール間の隙間に充填して、応力を緩和する構造を採用する。しかし、本実施形態では、工程短縮またはコスト低減のために、コネクタと各種電子部品を加熱加圧下で一体モールドする工程において、同時に BG Aまたは CSPのはんだボ一ル間の隙間も榭脂で充填する方法を採用する。この場合、 B G Aまたは C S Pの中央部付近にはモールド時にガス抜けが十分できないために、ポイドが発生しやすい。そこで、 BGAまたは CS Pの搭載部分に相当する基板の少なくとも一部に、モールド時の樹脂流動通路を設ける目的で直径 0. 1 mm〜 10mmを有するスルーホールを設けるようにしている。

以上のように構成することにより、本実施形態によるコントロールュニットは、従来よりも、小型で、かつ薄型とすることができる。また、半導体パッケージとして BG Aや CS Pを基板上に搭載するコントロールユニットにおいて、コネク夕と各種電子部品を加熱加圧下で一体モールドする工程において、同時に BGA または C S Pのはんだボール間の隙間も樹脂で充填することにより、はんだボール接続寿命を確保することができる。また、得られたコントロールユニットは放熱板と取り付け金具の両者を有する構造であり、その信頼性は一 55°C〜150 °Cの熱衝撃試験において 1200サイクル以上、 85°C 85 %の高温高湿試験において 2000時間以上でも、正常な動作を示すという優れた特性を有する。次に、図 8を用いて、本発明の第 8の実施形態によるモジュール装置の構成およびその製造方法について説明する。本実施形態によるモジュール装置は、自動車，船舶，電動機用コントロールユニットとして用いられるものであり、回路基板としては、 4層の樹脂プリント基板を用いている。

図 8 A〜8 Fは、本発明の第 8の実施形態によるモジュール装置の製造方法を示す工程図である。なお、図 1，図 2と同一符号は、同一部分を示している。図 8Aに示すように、ガラス転位温度 170°C，線膨張係数 15 ppmZ :の物性を有する 100 X 70mmの 4層樹脂基板 1 Aの片面上に S nZAg/Cu 系はんだペースト材 2 Aを印刷する。

次に、図 8Bに示すように、樹脂基板 1Aに、チップ抵抗体，セラミックコンデンサなどのチップ部品 3 Aやアルミコンデンサなどのチップ部品 3 Bと、マイクロコンピュータ B GAパッケージ 1 1と、パワー半導体パッケージ 1 6を自動搭載機にて搭載後、高温度 2 4 0〜2 5 0 °Cのリフロー炉内に通過してはんだ接合を行う。

次に、図 8 Cに示すように、コネクタ 6の端子リード 7を樹脂基板 1 Aのスル —ホールに挿入して、基板の裏面をフ口一半田にて樹脂基板 1 Aとの接合を完了する。

次に、図 8 Dに示すように、厚さ 2 mmの放熱板 C u板 1 7を粘着剤を用いて、パワー半導体パッケージを搭載した基板 1 Aの直下に貼り付ける。

次に、. 図 8 Eに示すように、図 8 Dの工程で製造したユニットをトランスファモールド機内に配置された 1 7 5 °Cの金型 8内に揷入する。金型 8の内部上面には、アルミニウム薄膜（厚さ 1 0 0 m) 2 0が真空吸着により保持されている。その後、線膨張係数 1 2 p p mZ°C, 弾性率 2 0 G P a，ガラス転移温度 1 2 5 °Cの硬化物物性を有する室温で固形のエポキシ樹脂成形材料 9を用いて、成形圧力 3 0 k g Z c m²において 9 0秒間で成形を行う。

次に、図 8 Fに示すように、ユニットを金型から脱着させた後、プログラム書き込み及び電気導通検査を経て、本発明の自動車コントロールユニットを得る。以上説明したように、本実施形態のコントロールユニットでは、放熱性を確保するために、少なくとも発熱パワー半導体チップを搭載するプリント基板の直下に、放熱用の金属べ一スまたはプラスチック複合体を設けている。また、放熱性だけでなく電磁遮蔽性も付与させるため、電子部品を搭載するプリント基板またはフレキシブル基板の相対する面に、電子部品及び電子部品を封止するための熱硬化性樹脂を介して金属またはプラスチック複合体を配設している。これによつて、従来の金属ベースと金属カバ一からなる構造と同等もしくはそれ以上の放熱性と電磁遮蔽性を得ることができる。

放熱および電磁遮蔽のための金属としては、アルミニウム，鉄系，銅系材料の板，薄膜，箔を用いることができる。プラスチック複合体としては、カーボン繊維や粉，またはアルミナ，シリコンナイトライド，ボロンナイトライド，シリコンカーバイドなどの熱伝導性セラミックフィラを配合した熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。また、金属箔ゃ薄膜を裏打ちしたプラスチック板ゃ薄膜も用いることができる。これらプリント基板の直下に、放熱用の金属ベースまたはプラスチック複合体を設ける方法としては、粘着剤または接着剤を用いてプリント基板へ室温または加熱下で圧着して貼り付ける方法や、金属べ一スゃプラスチック複合体をプリント基板の直下に配置したするだけで、モールド成形時に両者を一体化する方法のいずれかを採用することができる。

以上のように構成することにより、本実施形態によるコントロールユニットは、従来よりも、小型で、かつ薄型とすることができる。また、プリント基板またはフレキシブル基板の直下と、電子部品を搭載する樹脂プリント基板（またはフレキシブル基板）の相対する面に電子部品及び電子部品を封止するための熱硬化性樹脂を介して金属またはプラスチック複合体を配設することができるため、放熱性と電磁遮蔽性を得ることができるため、従来のプラスチックモールド構造で問題となっていた放熱性と電磁遮蔽性の両方の特性を大幅に向上できる。また、得られたコントロールュニッ卜の信頼性は一 5 5 ° (：〜 1 5 0 °Cの熱衝撃試験において 1 2 0 0サイクル以上、 8 5 °C 8 5 %の高温高湿試験において 2 0 0 0時間以上でも、正常な動作を示すという優れた特性を有する。産業上の利用の可能性

本発明によれば、モジュール装置の生産性が向上し、小型化が可能であるとともに、信頼性が向上する。

Claims

請求の範囲

1. 接続用金属端子を有するコネクタ（6)と、電子部品（3A，3B，4)が実装された回路基板（1)とを有し、前記コネクタと前記基板とが金属リード（7)により接続されたモジュール装置において、

(A) 前記コネクタ（6)の基板との接続面側と、前記金属リード（7)と、前記電子部品（3A， 3B, 4)とを、同一の熱硬化性樹脂 (9)によつて封止し、

(B) 前記熱硬化性樹脂 (9)は、硬化前の形態が 40°C以下の温度において固形であり、

(C) 前記電子部品を封止する熱硬化性樹脂 (9)の厚さが、前記電子部品（3A,3 B， 4)の高さに応じて変化するように形成されていることを特徴とするモジュール装置。

2. 請求項 1記載のモジュール装置において、

前記熱硬化性樹脂は、無機質フイラを含む 40°C以下において固形のエポキシ樹脂であることを特徴とするモジュール装置。

3. 請求項 1記載のモジュール装置において、

前記熱硬化性樹脂の硬化後の樹脂物性が、

線膨張係数； 8〜 25 p p mZ°C、

弾性率； 8〜 30 G P a、

ガラス転移温度； 80〜200°C、

であることを特徴とするモジュール装置。

4. 請求項 1記載のモジュール装置において、

前記回路基板のガラス転移温度が 1 50°C以上であることを特徴とするモジュール装置。

5. 請求項 1記載のモジュール装置において、前記金属リードの端部は、前記基板のスルーホール部分へ挿入した後、はんだまたは導電性接着剤で固定されていることを特徴とするモジュール装置。

6 . 請求項 1記載のモジュール装置において、

前記電子部品が、ポ一ルグリッドアレイ（B GA) (11)またはチップスケールパッケ一ジ（C S P ) (13)を含む電子部品であり、

前記 B GAまたは C S Pを搭載した回路基板（1A)は、熱硬化性樹脂を流動するための直径 0 . l mm〜l 0 mmを有するスルーホール（19)が設けられていることを特徵とするモジュール装置。

7 . 請求項 1記載のモジュール装置において、

前記回路基板は、プリント基板であり、

発熱パヮ一半導体チップを搭載するプリント基板の直下に、放熱用の金属べ一スまたはプラスチック複合体（14， 17, 18)を設けたことを特徴とするモジュール装置。

8 . 請求項 7記載のモジュール装置において、

前記放熱用の金属ベースまたはプラスチック複合体の面積は、前記プリント基板の面積よりも小さいことを特徴とするモジュール装置。

9 . 請求項 1記載のモジュール装置において、

前記回路基板の裏面には、自動車エンジン室内またはエンジン上に装着するための金属またはプラスチックからなる取り付け冶具が設けられていることを特徴とするモジュール装置。

1 0 . 請求項 1記載のモジュール装置において、

前記回路基板の電子部品搭載面のみが前記熱硬化性樹脂で封止され、その反対面はコネクタを有する金属またはプラスチック筐体に粘着，接着または機械的な方法によって固定 ·設置されることを特徴とするモジュール装置。

11. 請求項 1記載のモジュール装置において、

前記回路基板と相対する面に、電子部品及び電子部品を封止するための熱硬化性樹脂を介して金属またはプラスチック複合体（20)が配設されていることを特徴とするモジュール装置。

12. 接続用金属端子を有するコネクタ（6)と、電子部品が実装された回路基板 (1)とを有し、前記コネクタと前記基板とが金属リード（7)により接続されたモジユール装置において、

(A) 前記コネクタの基板との接続面側と、前記金属リードと、前記電子部品とを、同一の熱硬化性樹脂によって封止し、

(B) 前記熱硬化性樹脂は、硬化前の形態が 40°C以下の温度において固形であり、

(C) 前記電子部品を封止する熱硬化性樹脂の厚さが、前記電子部品の高さに応じて変化するように形成され、

(D) 前記コネクタ（6)が、前記電子部品を封止する前記熱硬化樹脂面に対して直角または相対する面に配設されていることを特徴とするモジュール装置。

13. 接続用金属端子を有するコネクタ（6)と、 80八または 3?を含む電子部品が実装.された回路基板（1 )と、前記コネクタと前記基板とを接続する金属リード (7)を樹脂モールドにより封止するモジュール装置の製造方法において、

成形圧力が 5〜 70 k g/cm², 成形温度が 150〜180°Cの範囲において低圧トランスファモールド成形機またはコンプレツション成形機により、または成形圧力が 20〜100 k gZcm²、成形温度が 150〜180°Cの範囲にある射出成形機により、

硬化前の形態が 40°C以下の温度において固形である前記熱硬化性樹脂を用いて、

前記コネクタの基板との接続面側と、前記金属リードと、前記電子部品とを、同一の熱硬化性樹脂によつて封止し、そのとき、前記電子部品を封止する熱硬化性樹脂の厚さが、前記電子部品の高さに応じて変化するように封止することを特徴とするモジュール装置の製造方法。

1 4. 請求項 1 3記載のモジュール装置の製造方法において、

前記回路基板を、あらかじめコネクタを仮固定した金属またはプラスチック筐体に粘着または接着によって固定 ·設置した後、前記熱硬化性樹脂を用いて前記電子部品とコネクタ部分を一体で成形することを特徴とするモジュール装置の製造方法。