电子装置制造方法及图纸

在像ＭＣＭ结构那样具有内插器基板的电子装置中，不仅保持内插器基板和主板之间的连接可靠性，还可以提高散热性。在本发明专利技术中，使用热容量和导热性都较高的金属芯板作为内插器基板和主板。进而，内插器基板和主板之中的至少一方设置了芯板金属的露出部分。在该芯板金属的露出部分上直接形成焊接用的焊片，并通过焊锡连接内插器基板和主板。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子装置的模块基板以及模块结构。
技术介绍
具有电子基板的电子装置必须不产生由于电子元件的发热造成的不良结果。因此，在出货之前都要进行热循环试验。因为发动机的开关和环境温度的变化使汽车内的温度产生很大的变化，尤其ECU(Engine Control Unit)等的车载用电子控制装置必须要承受较大温度范围内的热循环(通常是-40度～120度汽车用电子装置的环境测试通则JAS0D001)。这样，有使ECU越来越靠近发动机配置的倾向，进而该温度范围的上限有进一步增加的倾向。如果被设置在这种热循环中则ECU内的电子装置的性能变得不稳定，或者可能产生电子元件搭载的基板和电子元件之间的不良连接。即，对电子装置有较高的散热要求，尤其，对ECU等车载用电子装置要求比普通的电子元件有更加优良的散热性能。另一方面，MCM(Multi Chip Module)结构是将多个LSI搭载在内插器基板(中间基板)上，进而通过焊锡凸块等将内插器基板搭载在电子基板上的结构。因为这种MCM结构(这里也包含未必有多个LSI而是具有内插器的结构，并且简单地称为MCM的结构)，难于使LSI散发的热量从电子基板上散发，所以在LSI产生大量热的情况下，怎样进行高效的散热变得十分重要。如果解决了散热性的问题，则可以实现MCM结构的车载用电子控制装置。散热结构虽然例如可以是设置在LSI上面的散热片结构，但是，在产品结构和厚度方向存在一定限制的情况下则难以实现。另外，可靠性上也有一定的问题。在特开平5-175407号公报和特开2000-228452号公报中记载了提高使用金属芯板作为内插器基板的半导体模块的散热性的现有结构。在特开平5-175407号公报中记载了作为内插器基板使用的金属芯板。该金属芯板一侧(表面)的树脂层的一部分被去除，并且在这样形成的核心金属的露出区域上焊接了半导体芯片。另外，去除该金属核心基板的另一侧(背面)的部分树脂层，并且对这样形成的核心金属露出区域进行空冷。另一方面，在特开2000-228452号公报中，记载了通过与特开平5-175407号公报同样的安装结构使半导体芯片搭载在一个面(表面)上的金属芯板。在该金属芯板的另一面(背面)上的、在与其他基板连接用焊锡球固定的导体电路和金属芯之间形成有散热柱。在该柱孔内例如通过实施金属镀膜，填充树脂、焊锡等金属。记载了通过设置这种散热柱，可以有效地散发电子元件的热量的效果。但是，在特开平5-175407号公报记载的结构中，虽然希望可以从金属芯板的里侧露出了金属芯板的部分向空气中散热，但是，例如在存在底部填充胶、凝胶体这样的空气几乎不流动的产品结构中，几乎不会达到这种效果。另外，因为没有考虑到内插器基板和主板之间的热膨胀系数差，所以可能产生由于热循环导致的不良连接。另外，在特开2000-228452号公报记载的结构中，虽然从芯板金属到导体电路形成了散热柱，但是散热柱的形成提高了成本。另外，由于通常可以在印刷电路板上形成的散热柱是镀铜的中空薄板，所以散热性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种保持内插器基板和主板之间的连接可靠性的、低成本、高散热性的电子装置。本专利技术揭示了各种可以实现本目的的方法。以下记载的是具有代表性的方法。首先，在电子装置上搭载的内插器基板以及主板上都采用热容量高并且导热性好的金属芯板。另外，在内插器基板上采用热容量高、导热性好的金属芯板，并在主板上采用热容量高、导热性好的金属基板。因此，本专利技术的电子装置具有良好的散热性。另外，在主板上采用与内插器基板上使用的金属芯板具有相近的热膨胀系数的金属芯板或者金属基板。在现有的MCM中，存在连接内插器基板和主板的焊锡的可靠性的问题。这主要是因为内插器基板和主板之间的热膨胀率存在一定的差别。在本专利技术中，如上所述，在内插器基板和主板上都使用热膨胀系数相近的基板。因此，连接内插器基板和主板的焊锡的可靠性增强，结果是电子装置的耐热性也有所提高。进而，使内插器基板和主板中的至少一方的金属(材料)露出，在该露出部分上直接形成焊接用的焊片，并通过焊接来连接内插器基板和主板。这种结构因为不通过在主板或者内插器基板的金属(材料)上形成的导热性低的绝缘层来焊接内插器基板和主板，所以可以提高散热性。其中，因为金属(材料)的露出部分能与柱孔同时形成，金属(材料)上的焊片也可以与其它电连接用的焊片同时形成，所以成本不会提高。进而，如果通过部分去除树脂层而露出的芯板金属或者基板金属上的散热用的焊接焊片仅仅设为与树脂层的去除体积对应的尺寸，并且小于树脂层上的电连接用的焊接焊片，则散热焊接焊片和电连接用焊接焊片双方都可以利用相同体积的焊锡进行连接。因此，可以向散热用焊接焊片和电连接用焊接焊片双方提供相同尺寸的焊锡球，并在相同的回流焊接条件下一并进行有效的BGA连接。附图说明图1是表示本专利技术的安装结构的截面图；图2是表示本专利技术的安装结构的截面图；图3是表示本专利技术的安装结构的截面图；图4是表示本专利技术的安装结构的截面图；图5是表示本专利技术的安装结构的截面图；图6是表示本专利技术的安装结构的截面图；图7是表示本专利技术的安装结构的截面图；图8是表示本专利技术的安装结构的截面图；图9是表示本专利技术的安装结构的截面图；图10是表示本专利技术的安装结构的截面图；图11是表示本专利技术的电子基板制造方法的截面图；图12是表示本专利技术的安装结构的截面图；图13是表示本专利技术的安装结构的截面图；图14是表示本专利技术的安装结构的截面图；图15是表示本专利技术的安装结构的截面图； 图16是表示本专利技术的安装结构的截面图；图17是表示本专利技术的安装结构的截面图；图18是表示本专利技术的安装结构的截面图；图19是表示本专利技术的安装结构的截面图；图20是表示本专利技术的安装结构的截面图；图21是本专利技术的ECU的上方壳体打开的状态下的俯视图；图22是表示本专利技术的安装结构的截面图；图23是表示本专利技术的安装结构的截面图；图24是表示本专利技术的安装结构的截面图；图25是表示本专利技术的安装结构的截面图。具体实施例方式以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。其中，以ECU为例来说明本专利技术的电子装置。图21是作为本实施方式的电子装置的ECU的上方壳体打开的状态下的俯视图。该电子装置由连接外部端子的连接器(未图示)铸模成型在侧壁上的下方壳体41、固定在下方壳体41上并与连接器的端子电连接的模块100、镶嵌在下方壳体41中并且封闭模块100的上方壳体(未图示)组成。壳体通常由轻型的铝材料形成。但是，因为壳体的散热性能并不依赖选用的材料，所以可以任意选择壳体的材料。模块100具备搭载有作为电子元件的LSI芯片11的内插器基板20、搭载有内插器基板25的主板30。这些基板20、30通过焊锡连接。三个高发热的LSI芯片11分别与其他电子元件搭载在不同的内插器基板上。在这三个LSI芯片11中，一个是电源IC芯片，两个是驱动IC芯片。以下，利用附图对该ECU使用的模块的各种方式进行说明。以下列举的各种方式适用于无论搭载在内插器基板上的LSI芯片是电源IC芯片还是驱动IC芯片的情况。另外，虽然下面以搭载了一个LSI芯片的模块为例，但是，搭载在内插器基板上的LSI芯片也不一定是一个。例如，也可以将电源IC芯片和驱动IC芯片都搭载在内插器基板上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子装置，其为金属芯板的内插器基板通过焊锡被连接在金属基板或者金属芯板的主板上的结构，其特征在于，该主板具有基板金属或者芯板金属露出的区域，该露出的基板金属或者芯板金属与该金属芯板的内插器基板的焊片通过焊锡被连接。

【技术特征摘要】
JP 2002-11-21 337365/2002;JP 2002-11-21 337366/2001.一种电子装置，其为金属芯板的内插器基板通过焊锡被连接在金属基板或者金属芯板的主板上的结构，其特征在于，该主板具有基板金属或者芯板金属露出的区域，该露出的基板金属或者芯板金属与该金属芯板的内插器基板的焊片通过焊锡被连接。2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该金属芯板的内插器基板具有芯板金属上没有绝缘层的区域，半导体芯片被压接在该区域上。3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该金属芯板的内插器基板具有芯板金属露出的区域，半导体芯片被压接在该芯板金属露出的区域上。4.根据权利要求1～3中任何一项所述的电子装置，其特征在于，该主板在内插器基板的非搭载面的一部分具有露出了芯板金属的区域。5.根据权利要求1～3中任何一项所述的电子装置，其特征在于，该主板在内插器基板的非搭载面侧的一部分具有去除了芯板金属上的绝缘层的区域。6.根据权利要求1～5中任何一项所述的电子装置，其特征在于，在该主板的内插器基板的非搭载面和壳体之间，具有热传导率大于粘结该主板和该壳体的粘合剂的材料。7.一种电子装置，其将金属芯板作为内插器基板搭载在主板，该电子装置的特征在于，上述内插器基...

【专利技术属性】
技术研发人员：横塚刚秀，原田正英，山下志郎，内山薰，江口州志，浅野雅彦，佐藤弘二，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]