JP4760876B2 - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板のうち電子部品が搭載された部位の一面と他面とをモールド樹脂で挟んで封止した電子装置およびその製造方法に関する。

従来より、自動車用電子回路装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、基板の表面に回路素子等が実装され、基板の裏面にリードフレームのアイランドが接着されたものにおいて、アイランドが露出するように基板や回路素子が封止樹脂によって封止された装置が提案されている。

このような構造は、基板の裏面にアイランドが接着されたものが上型と下型で構成された成型金型に配置され、プランジャから樹脂が成型金型に流し込まれて樹脂成形されることによって形成される。これにより、基板が封止樹脂とアイランドとによって挟まれた構造が形成される。
特開２００１−３５２１８５号公報

しかしながら、上記従来の技術では、基板が封止樹脂とアイランドとによって挟まれた構造になっているため、樹脂封止の際に基板の表面側が樹脂の成型圧力を受けることになる。このため、樹脂封止を行う前の基板の状態などにより、樹脂封止の際に樹脂の成型圧力によって基板が変形してしまう可能性がある。

具体的に、基板が変形してしまう原因として、基板の裏面にアイランドを接着するための接着剤に含まれるボイドがある。このボイドは、接着剤をアイランドまたは基板の裏面に塗布する際や、硬化反応ガスによって接着剤を硬化する際や、接着剤に含まれる水蒸気の膨張などによって発生する。

上記のように接着剤にボイドが発生した状態で樹脂封止を行うと、アイランドは下型により押さえられ、樹脂の成型圧力は基板の表面側からアイランド側に印加される。また、接着剤はアイランドと基板の裏面とで挟まれるため、接着剤には強い圧縮力が発生する。したがって、基板の裏面は接着剤からこの強い反発力を受ける。

そして、接着剤のうちボイドが発生した箇所では接着剤が存在しないため、接着剤の反発力がない。一方で基板の表面側は樹脂の成型圧力を受けるため、基板の表裏面で受ける力のバランスが悪く、基板や基板に実装されている部品に偏った力が加わって変形してしまう。これにより、基板の反り、部品変形、部品故障が生じてしまう。

上記のボイドは比較的大きなもの１個でも上記現象を起こすことがあり、複数のボイドが集中して発生したときでも上記現象を起こす。

また、上記では、基板が封止樹脂とアイランドとによって挟まれた構造において接着剤にボイドが発生することによって基板が変形することについて説明したが、基板の裏面を露出させるように樹脂封止する場合にもボイドと同様に基板の変形が起こる。

この場合では、下型と基板との間に隙間が形成されると、該隙間がボイドと同様の機能を果たすことにより、上記のように基板の表裏面に加わる力のバランスが偏って基板の変形や破壊を引き起こしてしまう。特に、セラミック基板の外縁部は反りやすいため、反ったセラミック基板の外縁部が樹脂の成型圧力で下型側に押し込まれて破壊されてしまう。

本発明は、上記点に鑑み、樹脂成型でのモールド樹脂の成型圧力によって基板が変形しない構造を提供すると共に、樹脂成型でのモールド樹脂の成型圧力による基板の変形を防止する製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１１）および該一面（１１）の反対側の他面（１２）を有し、電子部品（２０）が一面（１１）に搭載又は内部に内蔵された基板（１０）と、基板（１０）の他面（１２）のうち電子部品（２０）を他面（１２）に投影させた部位が露出するように基板（１０）の他面（１２）に接着された金属板（４０）と、基板（１０）の一面（１１）側を封止すると共に、金属板（４０）が露出するように基板（１０）の他面（１２）側を封止し、さらに、基板（１０）の一面（１１）のうち電子部品（２０）が搭載された部位と基板（１０）の他面（１２）のうち金属板（４０）から露出した部位とを挟んで封止したモールド樹脂（６０）とを備え、基板（１０）の他面（１２）のうち電子部品（２０）を他面（１２）に投影させた部位の全領域に、基板（１０）の一面（１１）側を封止するモールド樹脂（６０）と同一のモールド樹脂（６０）が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によると、基板（１０）のうち電子部品（２０）が設けられた部位では、基板（１０）の一面（１１）側および他面（１２）側の両方から均等にモールド樹脂（６０）の成型圧力が印加される構造となる。これにより、基板（１０）に偏った力が加わらない構造とすることができる。したがって、基板（１０）や電子部品（２０）の変形を防止することができる。

さらに、請求項１に記載の発明では、モールド樹脂（６０）は、金属板（４０）の外縁部（４２）を覆っていることを特徴とする。これにより、金属板（４０）からのモールド樹脂（６０）の剥離を防止することができる。

請求項２に記載の発明では、基板（１０）の他面（１２）を基準としたとき、基板（１０）の他面（１２）のうち電子部品（２０）を他面（１２）に投影させた部位に設けられたモールド樹脂（６０）の高さ、金属板（４０）の高さ、および基板（１０）の他面（１２）側に形成されたモールド樹脂（６０）のうちもっとも高い位置の高さは同じであることを特徴とする。

これによると、基板（１０）の他面（１２）側の高さがすべて同じになるため、該他面（１２）側が平面的な構造となる。したがって、電子装置の別部材への取り付けを容易に行うことができる。

請求項１１に記載の発明では、電子部品（２０）を前記基板（１０）の一面（１１）に搭載又は前記基板（１０）の内部に内蔵し、基板（１０）の他面（１２）のうち電子部品（２０）を他面（１２）に投影させた部位が露出するように基板（１０）の他面（１２）に金属板（４０）を接着したものを用意する工程と、モールド樹脂（６０）で基板（１０）の一面（１１）側を封止すると共に、金属板（４０）が露出するように基板（１０）の他面（１２）側を封止する工程とを含んでおり、封止する工程では、モールド樹脂（６０）で基板（１０）の一面（１１）のうち電子部品（２０）が搭載された部位と基板（１０）の他面（１２）のうち金属板（４０）から露出した部位とを挟んで封止すると共に、基板（１０）の他面（１２）のうち電子部品（２０）を他面（１２）に投影させた部位の全
領域に、基板（１０）の一面（１１）側を封止するモールド樹脂（６０）と同一のモールド樹脂（６０）を設けることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明により、基板（１０）のうち電子部品（２０）が設けられた部位には、基板（１０）の一面（１１）側および他面（１２）側の両方から均等にモールド樹脂（６０）の成型圧力を印加することができる。これにより、基板（１０）に偏った力が加わらない構造とすることができ、基板（１０）や電子部品（２０）の変形を防止することができる。

さらに、請求項１１に記載の発明では、封止する工程では、金属板（４０）の外縁部（４２）をモールド樹脂（６０）で覆うことを特徴とする。これにより、金属板（４０）からのモールド樹脂（６０）の剥離を防止できる構造を得ることができる。

請求項１２に記載の発明では、封止する工程では、基板（１０）の他面（１２）を基準としたとき、基板（１０）の他面（１２）のうち電子部品（２０）を他面（１２）に投影させた部位に設けられたモールド樹脂（６０）の高さが、金属板（４０）よりも高く、基板（１０）の他面（１２）側に形成されたモールド樹脂（６０）のうちもっとも高い位置よりも低くなるようにモールド樹脂（６０）を形成することを特徴とする。

これにより、基板（１０）の他面（１２）側におけるモールド樹脂（６０）の注入速度を調節することができる。したがって、金型（８１、８２）内に空気が残らないようにモールド樹脂（６０）を充填することができる。このため、基板（１０）の一面（１１）側および他面（１２）側に同時に成型圧力を均等に印加することができる。

請求項１３に記載の発明では、封止する工程では、基板（１０）の他面（１２）を基準としたとき、基板（１０）の他面（１２）のうち電子部品（２０）を他面（１２）に投影させた部位に設けられたモールド樹脂（６０）の高さ、金属板（４０）の高さ、および基板（１０）の他面（１２）側に形成されたモールド樹脂（６０）のうちもっとも高い位置の高さが同じになるようにモールド樹脂（６０）を形成することを特徴とする。

これにより、基板（１０）の他面（１２）側の高さがすべて同じ平面的な構造を得ることができる。

なお、上記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ものである。

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、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電子装置を示した図であり、（ａ）は概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の下方から電子装置を見たときの概略平面図である。

本実施形態の電子装置は、基板１０と、第１の電子部品２０と、第２の電子部品３０と、金属板４０と、リードフレーム５０と、モールド樹脂６０とを備えて構成されている。

図１に示されるように、電子装置は、四角形板状をなすモールドパッケージである。パッケージ寸法は、搭載される第１の電子部品２０、第２の電子部品３０、回路の規模、電子部品の種類にもよるが、例えば５０×５０×６．６ｍｍ程度である。

図１（ａ）に示される基板１０は、一面１１および該一面１１の反対側の他面１２を有する板状の配線基板である。基板１０の一面１１や内部には回路配線が設けられている。基板１０としては、例えばセラミック基板、プリント基板、金属基板などが用いられる。基板１０の電気回路は、ワイヤ７０を介してリードフレーム５０に接続されている。ワイヤ７０として、ＡｕやＡｌよりなるボンディングワイヤが用いられ、通常のワイヤボンディングにより基板１０に取り付けられる。

第１の電子部品２０は、基板１０の一面１１に搭載されたＬＳＩ、フリップチップ素子等の精密部品である。この第１の電子部品２０は、バンプ２１を介して基板１０の電気回路に電気的に接続されている。第１の電子部品２０と基板１０との間には、補強樹脂として機能するエポキシ樹脂等からなるアンダーフィル２２が充填されている。

第２の電子部品３０は、基板１０の一面１１に搭載されたコイル、パワー素子、制御素子、コンデンサ、および振動子等の部品である。第２の電子部品３０は、ＡｌやＡｕなどのボンディングワイヤ、あるいは、はんだ、導電性接着剤等のダイマウント材を介して、基板１０の電気回路に電気的に接続されている。この第２の電子部品３０は、精密部品である第１の電子部品２０とは異なり、基板１０の変形などの影響に対しては耐えられる部品である。

金属板４０は、基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を基板１０の他面１２に投影させた部位が露出するように基板１０の他面１２に接着剤４１を介して接着されている。言い換えると、金属板４０は、基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を基板１０の他面１２に投影させた部位以外の部位に接着剤４１を介して接着されている。このように、基板１０の他面１２において、第１の電子部品２０に対応する位置には金属板４０は配置されておらず、第１の電子部品２０を避けた位置に配置されている。

図１（ｂ）に示されるように、金属板４０はコの字状をなしており、この金属板４０が２枚設けられている。そして、各金属板４０がリング状となるように配置されている。これにより、各金属板４０の間に、該金属板４０が存在しない領域が設けられる。この領域において一点鎖線で囲まれた部位が上記の「基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を基板１０の他面１２に投影させた部位」に対応する。この部位には金属板４０は存在していない。

なお、図１（ｂ）において金属板４０の周りに示された破線は、電子装置の下面においてモールド樹脂６０が開口した角部に相当する。また、図１に示される矢印は、後述するモールド樹脂ゲート８５の場所の一例を示している。

各金属板４０は、基板１０の一面１１に搭載された第２の電子部品３０のうちパワー素子等の発熱素子に対応する位置に設けられている。すなわち、金属板４０はヒートシンクとしての役割も果たす。なお、発熱素子は、Ａｇペーストを介して基板１０の一面１１の電気回路に接続されるが、その熱を確実に伝達するため、当該Ａｇペーストの熱伝導率は４Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましい。

また、２枚の金属板４０の間には隙間が設けられている。この隙間は、モールド樹脂６０の樹脂成型の際に上記部位に樹脂を注入するための注入通路６１となっている。

この金属板４０を基板１０の他面１２に接着する接着剤４１としては、例えばシリコーン樹脂を主成分とする接着剤が用いられる。特に、基板１０の熱を金属板４０に伝達するため、熱伝導率が４Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが好ましい。

金属板４０およびリードフレーム５０は、リードフレーム素材がプレス加工やエッチング加工されたものである。そして、金属板４０は当該リードフレーム素材のアイランドとして構成され、リードフレーム５０は外部との電気的接続のための配線として構成されたものである。したがって、金属板４０の板厚はリードフレーム５０と実質同等である。

金属板４０およびリードフレーム５０を構成するリードフレーム素材としては、放熱性を考慮してＣｕが主に用いられる。しかし、基板１０との線膨張係数の差が大きいため、線膨張係数を合わせる観点から、Ｆｅ系の材料を用いても良い。

具体的に、リードフレーム素材としては、基板１０との線膨張係数の整合性、基板端の応力を考慮すると、線膨張係数αが１１以下、且つヤング率Ｅが２００ＧＰａ未満程度の材料が好ましい。さらには、α＜９ＧＰａ以下、Ｅ＜１５０ＧＰａ以下の材料が好ましい。

また、リードフレーム素材には、溶接性を考慮し、電解ニッケルメッキ、Ｓｎメッキ、Ａｕメッキ等、ＰＰＦ（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ）などのメッキが施されていても良い。さらに、モールド樹脂６０の剥離を防止するべく、素材表面を粗化処理したものであっても良い。

モールド樹脂６０は、基板１０、第１の電子部品２０、第２の電子部品３０等を封止する樹脂部材であり、トランスファーモールド法により形成されたものである。

具体的に、モールド樹脂６０は、基板１０の一面１１側を封止すると共に、図１（ｂ）に示されるように金属板４０が露出するように基板１０の他面１２側を封止している。さらに、モールド樹脂６０は、基板１０の一面１１のうち第１の電子部品２０が搭載された部位と基板１０の他面１２のうち金属板４０から露出した部位とを挟んで封止している。

このように、モールド樹脂６０で基板１０を挟んで封止する場所というのは、基板１０や第１の電子部品２０を樹脂の成型圧力によって変形させたくない場所だけで良い。本実施形態では、ＬＳＩ等の精密部品である第１の電子部品２０を変形させたくないため、基板１０のうち第１の電子部品２０を投影させた一面１１側の部位と他面１２側の部位とをモールド樹脂６０で挟んでいる。

上記モールド樹脂６０として、エポキシ樹脂等のモールド材料が用いられる。このモールド樹脂６０としては、各部材と基板１０との熱膨張係数αを合わせるため、当該αが８〜１４程度の樹脂が用いられることが多い。また、基板１０の他面におけるモールド樹脂６０の充填性を考慮し、長いゲルタイムを有し、低粘度な樹脂であることが必要である。また高温での使用を考えると、モールド樹脂６０のガラス転移点Ｔｇは高いほうが良い。

モールド樹脂６０の好ましい条件の一例を述べる。Ｃｕよりなる金属板４０およびリードフレーム５０を用いる場合には、モールド樹脂６０は、線膨張係数α１＜１７、ヤング率Ｅ１＜２０ＧＰａ、最低溶融粘度＜３０Ｐａ・ｓ（１７５℃）、ゲルタイム＞２０秒、スパイラルフロー＞８０ｃｍの物性が好ましい。また、モールド樹脂６０は、Ｔｇ＜１５０℃が好ましく、Ｔｇ＜１７５℃がより好ましい。さらには、１０＜α１＜１４、Ｅ１＜１７ＧＰａ、最低溶融粘度：２０（Ｐａ・ｓ）以下、が好ましい。さらには、モールド樹脂６０は、ゲルタイム＜２５秒、スパイラルフロー：１００ｃｍが好ましい。

リードフレーム５０の一部は、アウターリードとしてモールド樹脂６０から突出しており、このアウターリードにより、電子装置と外部との電気的な接続が可能になっている。以上が、本実施形態に係る電子装置の全体構成である。

次に、図１に示される電子装置の製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、電子装置の一製造工程を示した図である。

まず、電気回路が形成された基板１０の一面１１に第１の電子部品２０および第２の電子部品３０を搭載し、必要に応じてワイヤボンディングなどを行う。一方、リードフレーム素材をプレス加工等して金属板４０とリードフレーム５０とを形成する。なお、金属板４０とリードフレーム５０とはダムバーなどにより繋がった状態になっている。

また、基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を他面１２に投影させた部位が露出するように接着剤４１を介して基板１０の他面１２に金属板４０を接着する。そして、ワイヤボンディングによって基板１０とリードフレーム５０とをワイヤ７０で接続する。これにより、図１に示される電子装置において、モールド樹脂６０が形成されていないワーク８０を用意する。

続いて、成型装置を用いてモールド樹脂６０を形成する。図２に示されるように、成型装置は、下型８１と上型８２とを備えている。下型８１と上型８２とが組み合わされると、電子装置の外形をなす空間８３が形成される。上型８２には空間８３にモールド樹脂６０を供給するためのプランジャ８４が設けられている。このプランジャ８４からモールド樹脂ゲート８５を介してモールド樹脂６０が空間８３に導かれる。上型８２および下型８１において、モールド樹脂ゲート８５の反対側に空間８３の空気を外部に排出するためのエアベンド８６が設けられている。

下型８１については、金属板４０に接する凸部８７が設けられている。この凸部８７が金属板４０に当接することで、金属板４０がモールド樹脂６０から露出するようにすることができる。

このような成型装置の下型８１に上記のようにして用意したワーク８０を配置し、該下型８１と上型８２とを重ね合わせる。この後、モールド樹脂６０によって、基板１０の一面１１側を封止すると共に、金属板４０が露出するように基板１０の他面１２側を封止する。すなわち、プランジャ８４からモールド樹脂６０を供給して、該モールド樹脂６０を基板１０の一面１１側および他面１２側に流す。

モールド樹脂６０が基板１０の他面１２側を流れていくときには、図１（ｂ）に示される注入通路６１も通る。これにより、基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０が投影された部位にもモールド樹脂６０が溜まっていく。

そして、空間８３内にモールド樹脂６０が充填されると、基板１０の一面１１側および他面１２側が封止され、モールド樹脂６０の成型圧力がワーク８０に印加される。このとき、基板１０において第１の電子部品２０が設けられた部位では、モールド樹脂６０によって、基板１０の一面１１のうち第１の電子部品２０が搭載された部位と基板１０の他面１２のうち金属板４０から露出した部位とを挟んで封止する。

これによると、基板１０の一面１１側および他面１２側の両方から均等にモールド樹脂６０の成型圧力が印加される。したがって、基板１０には一面１１側または他面１２側のいずれかに偏った成型圧力が加わることはない。このため、基板１０や第１の電子部品２０が偏った成型圧力によって変形することはない。この後、ダムバーなどをカットすることにより、図１に示される電子装置が完成する。

以上説明したように、本実施形態では、基板１０の一面１１のうち第１の電子部品２０が搭載された部位と基板１０の他面１２のうち金属板４０から露出した部位とを挟んで封止することが特徴となっている。

これにより、基板１０のうち第１の電子部品２０が設けられた部位では、基板１０の一面１１側および他面１２側の両方から均等にモールド樹脂６０の成型圧力を印加することができ、均等に成型圧力を受けた構造を得ることができる。したがって、基板１０の一面１１側または他面１２側に偏った力が加わらない構造とすることができる。したがって、基板１０のうち第１の電子部品２０が設けられた部位では、基板１０や精密部品である第１の電子部品２０の変形を防止することができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１の電子部品２０が特許請求の範囲の電子部品に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図３は、本実施形態に係る電子装置の下方から電子装置を見たときの概略平面図であり、図１（ｂ）に対応した図である。なお、図３において金属板４０の周りに示された破線は、電子装置の下面においてモールド樹脂６０が開口した角部に相当する。

図３に示されるように、金属板４０の平面形状は長方形をなしている。そして、２枚の金属板４０が一定の間隔をもって配置されている。この一定の間隔は、第１の電子部品２０のサイズ以上の間隔になっている。そして、基板１０の他面１２に第１の電子部品２０を投影させた部位に金属板４０は配置されておらず、該部位にはモールド樹脂６０が設けられた形態になっている。

このような金属板４０の平面形状および配置によると、モールド樹脂６０の注入通路６１の幅は図１（ｂ）に示される注入通路６１の幅よりも大きくなる。これにより、積極的に基板１０の他面１２側にモールド樹脂６０を流すことができるようになり、モールド樹脂６０の注入性が向上する。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図４は、本実施形態に係る電子装置の下方から電子装置を見たときの概略平面図であり、図１（ｂ）に対応した図である。なお、図４において金属板４０の周りに示された破線は、電子装置の下面においてモールド樹脂６０が開口した角部に相当する。

図４に示されるように、金属板４０の平面形状は略正方形をなしている。そして、４枚の金属板４０が、仮想の四角形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。また、基板１０の他面１２に第１の電子部品２０を投影させた部位に各金属板４０は配置されていない。つまり、各金属板４０は基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を基板１０の他面１２に投影させた部位が露出するように基板１０の他面１２に接着されている。

本実施形態では、４枚の金属板４０がそれぞれ離間して配置されている。このため、金属板４０と金属板４０との間にモールド樹脂６０が配置され、図１（ｂ）や図３に示される場合よりも、多くのモールド樹脂６０を基板１０の他面１２側に設けることが可能となっている。

したがって、モールド樹脂６０の成型収縮や成型温度からの温度が低下すると、リードフレーム５０や基板１０に対し、基板１０の一面１１側のモールド樹脂６０の量に比べて他面１２側のモールド樹脂６０の量の比率が１：１に近くなる。このため、反りが少ない電子装置の構造を得ることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図５は、本実施形態に係る電子装置を示した図であり、（ａ）は概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の下方から電子装置を見たときの概略平面図である。なお、図５（ｂ）において金属板４０の周りに示された破線は、電子装置の下面においてモールド樹脂６０が開口した角部に相当する。

図５（ａ）に示されるように、本実施形態では、第１の電子部品２０が基板１０の一面１１の内縁部に搭載されておらず、一方のリードフレーム５０側に配置されている。これに伴い、第２の電子部品３０は、基板１０の一面１１において第１の電子部品２０とは反対側の他方のリードフレーム５０側に配置されている。

これにより、図５（ｂ）に示されるように、基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を基板１０の他面１２に投影させた部位には金属板４０は配置されていない。したがって、金属板４０は、第２の電子部品３０が配置された位置に対応して基板１０の他面１２に接着されている。本実施形態では、金属板４０の平面形状は長方形をなしている。このため、金属板４０は他方のリードフレーム５０側に偏って配置されている。

以上のように、基板１０の一面１１において精密部品である第１の電子部品２０が搭載された場所に応じて金属板４０の配置を自由に決めることが可能である。

（第５実施形態）
本実施形態では、第１〜第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図６は、本実施形態に係る電子装置の概略断面図である。この図に示されるように、モールド樹脂６０は、金属板４０の外縁部４２を覆っている。

このような金属板４０の外縁部４２をモールド樹脂６０で覆う形状は、成型装置において下型８１の凸部８７のうち金属板４０に当接する面の面積を金属板４０よりも小さくしたものを用いることで形成可能である。

以上のように、金属板４０の外縁部４２をモールド樹脂６０で覆うことにより、金属板４０の外縁部４２を包み込むように封止することができる。したがって、金属板４０からのモールド樹脂６０の剥離を防止することができる。

（第６実施形態）
本実施形態では、第１〜第５実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図７は、本実施形態に係る電子装置の概略断面図である。この図に示されるように、モールド樹脂６０において、基板１０の他面１２側の高さが図１（ａ）に示されるものと異なる。

具体的には、基板１０の他面１２を基準としたとき、基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を他面１２に投影させた部位に設けられたモールド樹脂６０の高さは、金属板４０よりも高くなっている。また、該モールド樹脂６０の高さは、基板１０の他面１２側に形成されたモールド樹脂６０のうちもっとも高い位置よりも低くなっている。

このようなモールド樹脂６０の高さの調整は、成型装置における下型８１の形状を変更することにより可能である。このため、該モールド樹脂６０の高さは、任意に変えられる。これにより、モールド樹脂６０の注入性が悪い他面１２側に発生しやすいウェルドを発生しにくい構造とすることができる。

また、該モールド樹脂６０の高さの調整により、基板１０の他面１２側におけるモールド樹脂６０の注入速度を調節することができる。これにより、下型８１および上型８２内に配置されたワーク８０において、基板１０の一面１１側と他面１２側とのモールド樹脂６０の注入速度を同じにすることができる。このため、下型８１および上型８２内の空間８３に空気を残さずに空間８３内にモールド樹脂６０を充填することができる。

さらに、該空間８３内に空気が残らないため、樹脂封止の際に基板１０の一面１１側および他面１２側に同時に成型圧力が均等に印加されるようにすることができる。

（第７実施形態）
本実施形態では、第１〜第６実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図８は、本実施形態に係る電子装置の概略断面図である。この図に示されるように、モールド樹脂６０において、基板１０の他面１２側の高さが金属板４０と同じになっている。

具体的には、基板１０の他面１２を基準としたとき、基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を他面１２に投影させた部位に設けられたモールド樹脂６０の高さは、金属板４０の高さと同じである。また、該モールド樹脂６０の高さは、基板１０の他面１２側に形成されたモールド樹脂６０のうちもっとも高い位置の高さと同じである。

このように、金属板４０の高さをモールド樹脂６０の高さと同じにするため、本実施形態では金属板４０の厚さを図１に示されるものよりも厚くしている。該金属板４０として、例えば異形材が用いられる。また、金属板４０とリードフレーム５０とは異なる材料で形成されていても良い。

以上のように、電子装置において基板１０の他面１２側の高さを平面的にすることで、電子装置を取り付ける別部材の形状を電子装置に合わせる必要がなくなる。したがって、電子装置の別部材への取り付けが容易になる。

（第８実施形態）
本実施形態では、第１〜第７実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図９は、本実施形態に係る電子装置の概略断面図である。この図に示されるように、基板１０は、内部にＬＳＩ等の第１の電子部品２０を内蔵している。

基板１０は例えば積層基板になっている。そして、基板１０に内蔵された第１の電子部品２０は、基板１０の内部に形成された配線に接続されて機能する。また、基板１０の一面１１には、第２の電子部品３０のみが搭載されている。

金属板４０は、基板１０の他面１２のうち第１の電子部品２０を他面１２に投影させた部位が露出するように基板１０の他面１２に接着されている。この場合、金属板４０は、基板１０の他面１２のうち第２の電子部品３０の位置に対応した位置に配置され、基板１０を介して受ける第２の電子部品３０の熱を外部に放出する。

以上のように、基板１０に第１の電子部品２０が内蔵されたものにおいても、モールド樹脂６０によって、基板１０の一面１１のうち第１の電子部品２０が投影された部位と基板１０の他面１２のうち金属板４０から露出した部位とが挟まれて封止されている。このため、基板１０のうち第１の電子部品２０が配置された部位においては、基板１０の一面１１側と他面１２側とから均等に成型圧力が印加されるため、基板１０が変形することはない。

（第９実施形態）
本実施形態では、第１〜第８実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、基板１０の他面１２に接着剤４１を介して金属板４０を接着した構造のものについて説明したが、本実施形態では金属板４０を用いない構造について説明する。

図１０は、本実施形態に係る電子装置の概略断面図である。この図に示されるように、電子装置は、セラミック基板９０と、第１の電子部品２０と、第２の電子部品３０と、リードフレーム５０と、モールド樹脂６０とを備えている。

セラミック基板９０は、一面９１および該一面９１の反対側の他面９２を有し、内部に配線層を有している。このセラミック基板９０の一面９１には、第１の電子部品２０および第２の電子部品３０が搭載されている。セラミック基板９０は放熱性が高いため、上記各実施形態で用いられた金属板４０が不要になっている。また、第１実施形態と同様に、セラミック基板９０の電気回路とリードフレーム５０とがワイヤ７０によって接続されている。

モールド樹脂６０は、セラミック基板９０の一面９１側を封止すると共に、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａが露出するように他面９２側を封止している。さらに、モールド樹脂６０は、セラミック基板９０の一面９１の外縁部９１ａとセラミック基板９０の他面９２の外縁部９２ｂとを挟んで封止している。

このような封止には、以下の理由がある。上記のようにセラミック基板９０は内部に配線層を有しており、配線の密度が薄い外縁部９１ａ、９２ｂでセラミック基板９０の反りが発生する。このため、下型８１とセラミック基板９０の外縁部９１ａとの間に隙間が生じ、セラミック基板９０の外縁部９１ａ、９２ｂに成型圧力が加わると、反ったセラミック基板９０の外縁部９１ａ、９２ｂが下型８１に押さえ付けられる。これにより、セラミック基板９０が割れてしまう。しかし、本実施形態のように、セラミック基板９０の外縁部９１ａ、９２ｂをセラミック基板９０の一面９１と他面９２とで挟んで封止している。このため、セラミック基板９０の一面９１と他面９２とに均等に成型圧力が加わり、セラミック基板９０の外縁部９１ａ、９２ｂが変形して割れてしまうことはない。また、セラミック基板９０の外縁部９１ａ、９２ｂがわずかに反ることによってセラミック基板９０の他面９２にバリのようなモールド樹脂６０の染み出しが起こることもない。

上記電子装置の製造方法としては、セラミック基板９０の一面９１に第１の電子部品２０および第２の電子部品３０を搭載したワークを用意する。そして、成型装置によって、モールド樹脂６０でセラミック基板９０の一面９１側を封止すると共に、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａが露出するように他面９２側を封止する。このためには、下型８１の凸部８７がセラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａに接するものを用いれば良い。

そして、上記のようにモールド樹脂６０でセラミック基板９０を封止する際には、モールド樹脂６０によって、セラミック基板９０の一面９１の外縁部９１ａとセラミック基板９０の他面９２の外縁部９２ｂとを挟んで封止する。これにより、セラミック基板９０のうち外縁部９１ａ、９２ｂにおいて、セラミック基板９０の一面９１側および他面９２側の両方から均等にモールド樹脂６０の成型圧力を印加することができる。このため、外縁部９１ａ、９２ｂが反りやすいセラミック基板９０の外縁部９１ａ、９２ｂに偏った力が加わらないようにすることができ、セラミック基板９０や第１の電子部品２０の変形を防止することができる。

以上のように、反りが発生するセラミック基板９０の外縁部９１ａ、９２ｂをモールド樹脂６０で包み込み、放熱のためにセラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａがモールド樹脂６０から露出した構造としても良い。これにより、セラミック基板９０の変形や破壊を防止できる。

（第１０実施形態）
本実施形態では、第９実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図１１は、本実施形態に係る電子装置の概略断面図である。この図に示されるように、本実施形態では、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａにもモールド樹脂６０が設けられている。該モールド樹脂６０は、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａのうち第１の電子部品２０が投影された場所に位置している。

これによると、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａにおいては、セラミック基板９０の一面９１側のモールド樹脂６０と他面９２側のモールド樹脂６０とでセラミック基板９０を挟んだ構造となる。したがって、セラミック基板９０の一面９１側および他面９２側に均等な成型圧力が加わった構造となるので、セラミック基板９０の変形がより起こりにくくなる。

特に、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａのうち第１の電子部品２０が投影された場所で、セラミック基板９０の一面９１側と他面９２側とからモールド樹脂６０でセラミック基板９０を挟み込む構造になっている。このため、モールド樹脂６０の成型圧力によってセラミック基板９０の変形を防止できるだけでなく、第１の電子部品２０の破壊も防止できる。

このように、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａにもモールド樹脂６０を設けるためには、成型装置の下型８１の凸部８７の形状を変更すれば良い。

（第１１実施形態）
本実施形態では、第９、第１０実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図１２は、本実施形態に係る電子装置の概略断面図である。この図に示されるように、セラミック基板９０の一面９１には第２の電子部品３０のみが搭載され、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａに第１の電子部品２０が搭載されている。

したがって、第１の電子部品２０としてモールド成型に不向きな部品を用いたとしても、セラミック基板９０に第１の電子部品２０を搭載することが可能となる。モールド成型に不向きな第１の電子部品２０としては、ＭＥＭＳ、アルミ電解コンデンサ、タンタルコンデンサ、コイル部品等が採用される。

このように、モールド樹脂６０から露出した部分に第１の電子部品２０を実装することにより、モールド成型に不向きな第１の電子部品２０においてモールド樹脂６０の成型圧力による特性劣化や故障の防止が図られている。

また、第１の電子部品２０は保護膜２３で覆われている。保護膜２３としては、例えば樹脂が用いられる。この保護膜２３により、モールド樹脂６０とは別途第１の電子部品２０の保護が図られている。

上記の電子装置の製造方法としては、まず、セラミック基板９０の一面９１に第２の電子部品３０を搭載し、セラミック基板９０の電気回路とリードフレーム５０とをワイヤ７０で接続したものを上述のようにモールド樹脂６０で封止する。

続いて、セラミック基板９０の他面９２の内縁部９２ａに第１の電子部品２０を搭載する。この後、第１の電子部品２０を保護膜２３で覆うことにより、図１２に示される電子装置が完成する。

（他の実施形態）
図１、図３、図４等では、複数の金属板４０が用いられる構造が示されているが、金属板４０として１枚の金属板４０のうち第１の電子部品２０が投影された部位が開口したものを用いても良い。

第１〜第８実施形態では、基板１０の他面１２に金属板４０を接着していたが、これは基板１０の熱を金属板４０に伝達して外部に放出するためである。しかし、サーマルビアの配置により基板１０の放熱性を向上することにより、金属板４０を用いない構造としても良い。この場合、基板１０として、プリント基板などの配線基板を用いることができる。

図１（ｂ）、図３、図４に示されたモールド樹脂ゲート８５の位置は、電子装置の角部に該当する位置になっているが、これは一例を示したものである。したがって、モールド樹脂ゲート８５の位置は、例えば電子装置の側面部に位置していても良い。

第１１実施形態では、第１の電子部品２０を保護膜２３で覆った構造が示されているが、保護膜２３を設けない構造としても良い。

本発明の第１実施形態に係る電子装置を示した図であり、（ａ）は概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の下方から電子装置を見たときの概略平面図である。 図１に示される電子装置の一製造工程を示した図である。 本発明の第２実施形態に係る電子装置の下方から電子装置を見たときの概略平面図である。 本発明の第３実施形態に係る電子装置の下方から電子装置を見たときの概略平面図である。 本発明の第４実施形態に係る電子装置を示した図であり、（ａ）は概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の下方から電子装置を見たときの概略平面図である。 本発明の第５実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第６実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第７実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第８実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第９実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第１０実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 本発明の第１１実施形態に係る電子装置の概略断面図である。

符号の説明

１０ 基板
１１ 基板の一面
１２ 基板の他面
２０ 第１の電子部品
２３ 保護膜
４０ 金属板
４２ 金属板の外縁部
６０ モールド樹脂
９０ セラミック基板
９１ セラミック基板の一面
９１ａ セラミック基板の一面の外縁部
９２ セラミック基板の他面
９２ａ セラミック基板の他面の内縁部
９２ｂ セラミック基板の他面の外縁部

Claims (21)

1. 一面（１１）および該一面（１１）の反対側の他面（１２）を有し、電子部品（２０）が前記一面（１１）に搭載又は内部に内蔵された基板（１０）と、
   前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）に接着された金属板（４０）と、
   前記基板（１０）の一面（１１）側を封止すると共に、前記金属板（４０）が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）側を封止し、さらに、前記基板（１０）の一面（１１）のうち前記電子部品（２０）が搭載された部位と前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記金属板（４０）から露出した部位とを挟んで封止したモールド樹脂（６０）とを備え、
   前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位の全領域に、前記基板（１０）の一面（１１）側を封止する前記モールド樹脂（６０）と同一の前記モールド樹脂（６０）が設けられており、
   さらに、前記モールド樹脂（６０）は、前記金属板（４０）の外縁部（４２）を覆っていることを特徴とする電子装置。
2. 前記基板（１０）の他面（１２）を基準としたとき、前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位に設けられたモールド樹脂（６０）の高さ、前記金属板（４０）の高さ、および前記基板（１０）の他面（１２）側に形成された前記モールド樹脂（６０）のうちもっとも高い位置の高さは同じであることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記基板（１０）の他面（１２）には複数の前記金属板（４０）が接着されており、前記複数の金属板（４０）の間には、前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位に対応するように前記金属板（４０）が存在しない領域が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
4. 前記基板（１０）の他面（１２）には複数の前記金属板（４０）が接着されており、前記複数の金属板（４０）の間隔は、前記電子部品（２０）のサイズ以上の間隔となっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置。
5. 前記金属板（４０）の平面形状は長方形をなしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置。
6. 前記金属板（４０）の平面形状は略正方形をなしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置。
7. 前記基板（１０）又は前記セラミック基板（９０）とワイヤを介して電気的に接続されたリードフレーム（５０）を備えており、前記リードフレーム（５０）の一部は、アウターリードとして前記モールド樹脂（６０）から突出していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電子装置。
8. 前記金属板（４０）又は前記リードフレーム（５０）の表面は粗化処理されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電子装置。
9. 一面（１１）および該一面（１１）の反対側の他面（１２）を有し、電子部品（２０）が前記一面（１１）に搭載又は内部に内蔵された基板（１０）と、
   前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）に接着された金属板（４０）と、
   前記基板（１０）の一面（１１）側を封止すると共に、前記金属板（４０）が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）側を封止し、さらに、前記基板（１０）の一面（１１）のうち前記電子部品（２０）が搭載された部位と前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記金属板（４０）から露出した部位とを挟んで封止したモールド樹脂（６０）とを備え、
   前記モールド樹脂（６０）は、前記金属板（４０）の外縁部（４２）を覆っており、
   前記基板（１０）の他面（１２）を基準としたとき、前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位に設けられたモールド樹脂（６０）の高さは、前記金属板（４０）よりも高く、前記基板（１０）の他面（１２）側に形成された前記モールド樹脂（６０）のうちもっとも高い位置よりも低いことを特徴とする電子装置。
10. 一面（１１）および該一面（１１）の反対側の他面（１２）を有し、電子部品（２０）が前記一面（１１）に搭載又は内部に内蔵された基板（１０）と、
    前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）に接着された金属板（４０）と、
    前記基板（１０）の一面（１１）側を封止すると共に、前記金属板（４０）が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）側を封止し、さらに、前記基板（１０）の一面（１１）のうち前記電子部品（２０）が搭載された部位と前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記金属板（４０）から露出した部位とを挟んで封止したモールド樹脂（６０）とを備え、
    前記モールド樹脂（６０）は、前記金属板（４０）の外縁部（４２）を覆っており、
    前記金属板（４０）は２枚で構成されており、前記２枚の金属板（４０）の平面形状はコの字状をなしているとともに、前記２枚の金属板（４０）がリング状となるように配置されていることを特徴とする電子装置。
11. 一面（１１）および該一面（１１）の反対側の他面（１２）を有し、電子部品（２０）が前記一面（１１）に搭載又は内部に内蔵された基板（１０）と、
    前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）に接着された金属板（４０）と、
    前記基板（１０）の一面（１１）側を封止すると共に、前記金属板（４０）が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）側を封止し、さらに、前記基板（１０）の一面（１１）のうち前記電子部品（２０）が搭載された部位と前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記金属板（４０）から露出した部位とを挟んで封止したモールド樹脂（６０）とを備えた電子装置の製造方法であって、
    前記電子部品（２０）を前記基板（１０）の一面（１１）に搭載又は前記基板（１０）の内部に内蔵し、前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）に前記金属板（４０）を接着したものを用意する工程と、
    前記モールド樹脂（６０）で前記基板（１０）の一面（１１）側を封止すると共に、前記金属板（４０）が露出するように前記基板（１０）の他面（１２）側を封止する工程とを含んでおり、
    前記封止する工程では、前記モールド樹脂（６０）で前記基板（１０）の一面（１１）のうち前記電子部品（２０）が搭載された部位と前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記金属板（４０）から露出した部位とを挟んで封止すると共に、前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位の全領域に、前記基板（１０）の一面（１１）側を封止する前記モールド樹脂（６０）と同一の前記モールド樹脂（６０）を設け、さらに、前記金属板（４０）の外縁部（４２）を前記モールド樹脂（６０）で覆うことを特徴とする電子装置の製造方法。
12. 前記封止する工程では、前記基板（１０）の他面（１２）を基準としたとき、前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位に設けられたモールド樹脂（６０）の高さが、前記金属板（４０）よりも高く、前記基板（１０）の他面（１２）側に形成された前記モールド樹脂（６０）のうちもっとも高い位置よりも低くなるように前記モールド樹脂（６０）を形成することを特徴とする請求項１１に記載の電子装置の製造方法。
13. 前記封止する工程では、前記基板（１０）の他面（１２）を基準としたとき、前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位に設けられたモールド樹脂（６０）の高さ、前記金属板（４０）の高さ、および前記基板（１０）の他面（１２）側に形成された前記モールド樹脂（６０）のうちもっとも高い位置の高さが同じになるように前記モールド樹脂（６０）を形成することを特徴とする請求項１１に記載の電子装置の製造方法。
14. 前記基板（１０）の他面（１２）には複数の前記金属板（４０）が接着されており、前記封止する工程では、前記複数の金属板（４０）の間に設けられた隙間は前記モールド樹脂（６０）が流れる注入通路（６１）となっていることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
15. 前記複数の金属板（４０）の間には、前記基板（１０）の他面（１２）のうち前記電子部品（２０）を前記他面（１２）に投影させた部位に対応するように前記金属板（４０）が存在しない領域が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の電子装置の製造方法。
16. 前記複数の金属板（４０）の間隔は、前記電子部品（２０）のサイズ以上の間隔となっていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の電子装置の製造方法。
17. 前記金属板（４０）は２枚で構成されており、前記２枚の金属板（４０）の平面形状はコの字状をなしているとともに、前記２枚の金属板（４０）がリング状となるように配置されていることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
18. 前記金属板（４０）の平面形状は長方形をなしていることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
19. 前記金属板（４０）の平面形状は略正方形をなしていることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
20. 前記基板（１０）又は前記セラミック基板（９０）とワイヤを介して電気的に接続されたリードフレーム（５０）を備えており、前記リードフレーム（５０）の一部は、アウターリードとして前記モールド樹脂（６０）から突出していることを特徴とする請求項１１ないし１９のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
21. 前記金属板（４０）の表面は粗化処理されていることを特徴とする請求項１１ないし２０のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法。
    

Images