专利名称：电子装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及安装有电子部件的电子装置，尤其涉及适合于将电子部件安装后的配线基板进行树脂密封的电子装置。
背景技术：
在配线基板上安装有电子部件的电子装置需要设计为不会产生因电子部件的发热或温度变化等使用环境而导致的不良。尤其是，在车载用的控制单元等电子装置中，伴随着发动机的开闭或使用环境温度的变化、大电流制御等而担心半导体芯片发热，从而如何散热成为课题。另外，在存在温度变化的环境中，在因安装部件彼此的线膨胀系数差而导致的电子装置的变形作用下，容易产生基板和电子部件之间的接合不良或配线基板内的断线。因此，通过选择安装结构或材料来降低电子装置的变形是重要的。在配线基板上安装电子部件并进而进行了树脂密封的电子装置作为即使在存在油或粉尘、振动的环境下也能够使用的车载用控制单元的结构是有效的。此时，由于电子部件被树脂密封，因此需要将半导体芯片的热向密封树脂外部散热的结构。另外，在温度变化下，产生因密封树脂和配线基板的线膨胀系数差而引起的热应力变形，从而有可能产生电子部件和配线基板之间的接合不良或配线基板内的断线等不良。因此，配线基板使用与密封树脂的线膨胀系数差小的树脂基板，采用利用层间孔形成配线的组合配线的树脂基板或利用贯通孔形成配线的贯通配线的树脂基板。在电子部件安装于配线基板上并进而进行了树脂密封的电子装置中，为了提高散热性，一直以来被较多提及的是，在配线基板上接合金属板等散热器，将来自半导体芯片的热经由配线基板及散热器向电子装置外部放散的结构。或者，也提出了配线基板使用金属芯基板来提高散热性的结构。例如，第一，公知的是，在单面安装的配线基板的背面接合散热器并只对单面进行了树脂密封的电子装置(例如，参照专利文献I)。在这样的构成中，半导体芯片的热能够经由配线基板及散热器而放散。第二，在将电子部件安装于配线基板的两面并对配线基板的整个面进行了树脂密封的电子装置中，公知的是，在配线基板的单面接合有作为散热器兼引线框的基座构件的电子装置(例如，参照专利文献2)。在这样的构成中，半导体芯片的热能够经由配线基板及基座构件放散。另外，第三，公知的是，配线基板使用了金属芯基板的MCM结构的电子装置(例如， 参照专利文献3)。在这样的构成中，半导体芯片的热能够经由金属芯基板的芯金属向外部放散。另外，第四，公知的是，配线基板同样是使用金属芯基板且对部件安装面进行了树脂密封的电子装置(例如，参照专利文献4)。在这样的构成中，半导体芯片的热能够经由金属芯基板的树脂基材及金属芯向电子装置外部放散。另一方面，相对于与温度变化相伴的热应力变形，一直以来，通过选择使密封树脂
3和配线基板的线膨胀系数接近的材料或者调整基板及密封树脂的厚度等安装部件的尺寸来抑制变形。专利文献I :特开2006-303217号公报专利文献2 :特开2010-96191号公报专利文献3 :特开2004-172426号公报专利文献4 :特开平7-161872号公报但是，在专利文献I记载的电子装置中，单面安装的配线基板和散热器是分体的。 因此，配线基板必须确保用于接合散热器的区域，从而难以小型化。另外，在专利文献2记载的电子装置中，由于是两面安装的配线基板，因此与单面安装相比较，安装部件个数增多，但需要在配线基板确保将具有散热器的功能的基座构件接合的区域，从而难以小型化。另外，在专利文献3记载的电子装置中，由于半导体芯片与金属芯基板的芯金属直接接合，因此不需要考虑配线基板的树脂材料的热传导特性的影响。但是，由于是在配线基板的背面搭载有焊料球的单面安装，因此电子部件的尺寸在增多安装部件个数上存在困难，从而难以小型化。另外，在专利文献4记载的电子装置中，虽然使用了金属芯基板，但是在与外部的连接上是使用了焊料球的单面安装，因此在增多安装部件个数上存在困难，从而难以小型化。
实用新型内容本实用新型的目的在于，在将电子部件安装于配线基板上并进行了树脂密封的电子装置中，提供一种能够小型化的电子装置。为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供一种金属芯配线基板及电子部件由密封树脂密封的电子装置，其中，具有金属芯配线基板，其在相对的两面上安装有电子部件；散热器，其用于放散所述电子部件产生的热；配线用引线，其将所述金属芯配线基板与外部连接，所述金属芯配线基板及所述电子部件由密封树脂密封，所述电子装置的特征在于，所述散热器是金属芯配线基板的芯金属的一部分且被一体地形成。本实用新型的第二方面是在上述第一方面的基础上，所述散热器是所述金属芯配线基板的芯金属的一部分，所述配线用引线从所述芯金属切割而形成。本实用新型的第三方面是在上述第一方面的基础上，具有在所述金属芯配线基板的安装电子部件的面上设置的电子部件搭载用的锪孔部，在所述锪孔部，所述芯金属露出， 在该露出的芯金属的部分利用接合剂直接安装电子部件。本实用新型的第四方面是在上述第一方面的基础上，具有形成所述金属芯配线基板的层间配线的贯通孔，在该贯通孔中填充所述密封树脂。本实用新型的第五方面是在上述第一方面的基础上，具有在所述散热器形成的贯通孔，在该贯通孔中填充有用于所述树脂密封的树脂。本实用新型的第六方面的电子装置，具有多个金属芯配线基板，其在基板内部层叠；配线用引线，其将层叠的所述多个金属芯配线基板与所述基板外部连接；电子部件，其安装于在层叠的所述多个金属芯配线基板的最外层向所述基板外部露出的面；散热器，其用于放散所述电子部件产生的热，层叠的所述多个金属芯配线基板及所述电子部件由密封树脂密封，所述电子装置的特征在于，所述散热器是层叠的所述多个金属芯配线基板中的至少一个芯金属的一部分，且一体地形成。根据这样的构成，在将电子部件安装于配线基板上并进行了树脂密封的电子装置中，能够小型化。根据本实用新型，在将电子部件安装于配线基板上并进行了树脂密封的电子装置中，能够小型化。
[0027]图I是表示本实用新型的一实施方式的电子装置的构成的外观立体图。[0028]图2是表示本实用新型的一实施方式的电子装置的构成的剖面图，是图I的 X-X，剖面图。[0029]图3是表示本实用新型的一实施方式的电子装置的构成的剖面图，是图I的 Y-Y，剖面图。[0030]图4是表示本实用新型的一实施方式的电子装置的变形例的构成的剖面图，是图I 的 X-X ’剖面图。[0031]图5是本实用新型的一实施方式的电子装置的制造工艺的说明图。[0032]图6是本实用新型的一实施方式的电子装置的制造工艺的说明图。[0033]图7是本实用新型的一实施方式的电子装置的制造工艺的说明图。[0034]图8是本实用新型的一实施方式的电子装置的制造工艺的说明图。[0035]符号说明[0036]I..密封树脂[0037]2..金属芯配线基板[0038]3..芯金属[0039]4..锪孔部[0040]5..配线用引线[0041]6..金属线[0042]7..IVH[0043]8..基板内层间孔[0044]9. 半导体芯片[0045]10、12...导电性接合剂[0046]11..芯片部件[0047]13,18...贯通孔[0048]14 ·散热器[0049]15..金属芯配线基板的电子部件安装面[0050]16..结合焊盘[0051]17..凸缘部[0052]20.·切割位置具体实施方式
以下，使用图I 图3，说明本实用新型的一实施方式的电子装置的构成。图I是表示本实用新型的一实施方式的电子装置的构成的外观立体图。图2是表示本实用新型的一实施方式的电子装置的构成的剖面图，是图I的X-X’剖面图。图3是表示本实用新型的一实施方式的电子装置的构成的剖面图，是图I的Y-Y’剖面图。还有，在图I 图3中，相同符号表不相同部分。如图I所示，本实施方式的电子装置被密封树脂I密封了整体。密封树脂I的平面形状呈四边形。多个连接用引线5从该四边形的相互平行的第一和第二边向密封树脂I 的外部突出。另外，2个散热器14从其他的相互平行的第三和第四边向密封树脂I的外部突出。还有，使用图3如后所述，散热器14与被密封树脂I密封的金属芯配线基板的芯金属一体地构成。接着，使用图2，说明图I的X-X’剖面的构成。金属芯配线基板2在其中心部配置有芯金属3。在芯金属3的两面交替形成有绝缘层和具有金属的配线图案的配线层。各配线层的层间配线通过多个贯通孔13进行。作为芯金属2，例如使用了铜板。还有，作为芯金属2，也可以使用铝板。在金属芯配线基板2的一面形成有锪孔部4。在锪孔部4的底面，芯金属3露出。 半导体芯片9安装于在金属芯配线基板2上设置的锪孔部4的芯金属3上。在半导体芯片 9的底面上形成有接地电极。锪孔部4和半导体芯片9之间由导电接合剂10接合，固定半导体芯片9。由此，半导体芯片9的接地电极与芯金属3电连接。另外，在金属芯配线基板2的两面的配线层利用导电接合剂12连接固定有芯片部件11。由此，形成为两面安装构成。在金属芯配线基板2的对置的两侧端部侧分别配置有用于与外部装置连接的连接用引线5。在金属芯配线基板2的一面且接近连接用引线5的位置，结合焊盘16形成于配线层。连接用引线5和结合焊盘16由金属线6线结合。还有，金属芯配线基板2的芯金属3和连接用引线5由相同材料构成，如后所述， 由一片金属板通过压力冲裁加工而成。安装有半导体芯片9及芯片部件11等电子部件的金属芯配线基板2和利用线结合与该金属芯配线基板2连接的连接用引线5的一部分被密封树脂I密封，从而被保护而不受外部环境影响。连接用引线5的一部分向密封树脂I的外部露出。此时，在用于金属芯配线基板2的层间配线的贯通孔13填充有密封树脂I。在此，配线用引线5和在金属芯配线基板2上配线的金属线6被密封树脂I密封， 因此能够提高该连接部的强度。接着，使用图3，说明图I的Y-Y’剖面的构成。金属芯配线基板2及安装于金属芯配线基板2上的半导体芯片9和芯片部件11 等电子部件等的构成与图2中说明的构件相同。在金属芯配线基板2的对置的两侧端部侧分别具有散热器14。如图示的左侧的部分所示，金属芯配线基板2的芯金属3和散热器14 一体地形成。安装有半导体芯片9及芯片部件11等电子部件的金属芯配线基板2和与该金属芯配线基板2连接的散热器14的一部分被密封树脂I密封，从而被保护而不受外部环境影响。散热器14的一部分向密封树脂I的外部露出。因而，从半导体芯片9发出的热从芯金属3传递到散热器14，从露出到密封树脂I 的外部的散热器14向外部放出。另外，在散热器14设有多个贯通孔18，在其内部填充有密封树脂I。还有，图2 所示的贯通孔13及图3的贯通孔18的直径设为φ0· 2mm以上。这是因为若比其小则无法将密封树脂I填充到贯通孔13、18的内部的缘故。另外，向密封树脂的外部露出的散热器14(图3)及与外部装置配线的配线用引线 5(图2)相对于金属芯配线基板2的电子部件安装面在水平方向上露出。接着，使用图4，说明本实用新型的一实施方式的电子装置的变形例的构成。图4是表示本实用新型的一实施方式的电子装置的变形例的构成的剖面图，是图 I的X-X’剖面图。还有，在图4中，与图2相同的符号表不相同部分。本变形例的基本构成与图2所示的例子相同。在本例中，取代图2所示的贯通孔 13,金属芯配线基板的内层配线由IVH(Interstitial Via Hole :层间通孔)7、层间孔8形成。在以上说明的本实施方式中，散热器是金属芯配线基板的芯金属的一部分，且两者一体地形成，另外，在金属芯配线基板上两面安装有电子部件，因此电子装置能够小型化。也就是说，在所述的专利文献I记载的电子装置中，单面安装的配线基板和散热器是分体的，因此配线基板必须确保用于接合散热器的区域，从而难以小型化，不过在本实施方式中解决了这样的问题。另外，在专利文献2记载的电子装置中，需要在配线基板上确保将具有散热器的功能的基座构件接合的区域，从而难以小型化，不过在本实施方式中解决了这样的问题。另外，在专利文献3记载的电子装置中，由于是在配线基板的背面搭载有焊料球的单面安装，因此电子部件的尺寸在增多安装部件个数上存在困难，从而难以小型化，不过在本实施方式中解决了这样的问题。另外，在专利文献4记载的电子装置中，在与外部的连接上是使用了焊料球的单面安装，因此在增多安装部件个数上存在困难，从而难以小型化，不过在本实施方式中解决了这样的问题。另外，在本实施方式中，半导体芯片9与金属芯配线基板2的芯金属3直接连接， 由此半导体芯片的热只经由芯金属3利用散热器14向外部散热，因此能够提高散热性。也就是说，在所述的专利文献I记载的电子装置中，由于半导体芯片的热经由配线基板向散热器传递，因此散热性受到配线基板材料的热传导性的影响，不过在本实施方式中解决了这样的问题。另外，在专利文献2记载的电子装置中，由于在半导体芯片和基座构件之间存在配线基板，因此半导体芯片的热经由配线基板向基座构件传递，从而散热性受到配线基板的树脂基材的热传导性的影响，不过在本实施方式中解决了这样的问题。另外，在专利文献4记载的电子装置中，由于半导体芯片并未与金属芯直接连接而是经由树脂基材，因此受到树脂基材的热传导性的影响，不过在本实施方式中解决了这样的问题。[0083]另外，在本实施方式中，在金属芯配线基板2的贯通孔13及设置于散热器14的贯通孔18中填充有密封树脂。由此，能够抑制密封树脂材料的蠕变变形，另外，能够抑制因构件间的线膨胀系数差而引起的热应力变形，从而能够提高可承受温度变化等使用环境变化的可靠性。也就是说，在所述的专利文献I记载的电子装置中，存在因配线基板和密封树脂的线膨胀系数差而导致的热应力变形变大的可能性，在可靠性上产生问题，不过在本实施方式中解决了这样的问题。进而，在本实施方式中，由于将金属芯配线基板的芯金属用作与外部的配线用引线，因此不需要导入用于单独地安装配线用引线的制造工序及制造装置。由此能够提高批量生产性，能够降低成本。另外，由于不需要在配线基板上确保单独地安装配线用引线的位置，因此能够实现电子装置的小型化。也就是说，在所述的专利文献I记载的电子装置中，由于单面安装的配线基板和散热器是分体的，因此需要用于接合散热器的制造工艺，从而在批量生产性上不是优越的， 不过在本实施方式中解决了这样的问题。另外，在专利文献3记载的电子装置中，是在配线基板的背面搭载有焊料球的安装结构，需要搭载焊料球的制造工艺，从而在批量生产性上不是优越的，不过在本实施方式中解决了这样的问题。另外，在专利文献4记载的电子装置中，是在与外部的连接上使用了焊料球的安装结构，需要搭载焊料球的制造工艺，从而在批量生产性上不是优越的，不过在本实施方式中解决了这样的问题。接着，使用图5 图8，说明本实用新型的一实施方式的电子装置的制造工艺。图5 图8是本实用新型的一实施方式的电子装置的制造工艺的说明图。还有， 在图5 图8中，与图I 图3相同的符号表不相同部分。首先说明在本实施方式中使用的金属芯配线基板2。图5是本实施方式的电子装置使用的金属芯配线基板2的俯视图。金属芯配线基板2具有安装电子部件的电子部件安装面15和从其内层与电子部件安装面相比在水平方向上的尺寸大的芯金属3。在电子部件安装面15上，如图2说明所述，设有内层的芯金属3、在其两面交替形成的绝缘层和配线层。在电子部件安装面15的中央形成有配置图2所示的半导体芯片9的锪孔部4。另外，在电子部件安装面15的2个对置的边的附近形成有多个结合焊盘16。另外，在比形成有结合焊盘16的位置靠内周侧的位置形成有多个贯通孔13。图6是从图3的金属芯配线基板2形成了凸缘部17后的金属芯配线基板的俯视图。如图6所示，金属芯配线基板2具有电子部件安装面15和凸缘部14。凸缘部17 是将从电子部件安装面15的内层的芯金属3相连的散热器14和从芯金属3切割而成的配线用引线5连结的部分。还有，在散热器14形成有多个贯通孔18。例如通过利用压力加工对金属芯配线基板2的芯金属3进行冲裁等加工，来形成该凸缘部17的形状。相对于该金属芯配线基板2安装电子部品。图7表示电子部件安装后的金属芯配线基板2。芯片电容器或芯片电阻等芯片部件11由第一导电性粘接剂安装于电子部件安装面15上。作为第一导电性粘接剂，例如使用无铅焊料膏，并利用回流来进行接合。焊料回流后，由于在电子部件安装面15上附着焊料膏的焊剂，因此进行用于在回流后除去焊剂的清洗。由此，即使在结合焊盘上附着焊剂也能够在线结合工序前将这些焊剂除去，从而能够防止对线结合性赋予影响。接着，在从设于电子部件安装面15上的锪孔部4露出的芯金属3的上表面使用第二导电性粘接剂安装半导体芯片9。在此，第二导电性粘接剂使用接合温度比作为第一导电性粘接剂的无铅焊料的熔点低的材料、例如Ag膏。Ag膏的固化温度约150°C，比无铅焊料的熔点约200°C低，因此，不必担心因Ag膏接合而导致之前已接合的无铅焊料熔融。Ag膏固化后，半导体芯片9和金属芯配线基板的电子部件安装面15利用结合线形成配线。进而，利用结合线6对电子部件安装面15的结合焊盘16和芯金属的配线用引线 5进行结线，由此形成配线。接着，在直至图7为止的电子部件安装工序后，为了保护所有的电子部件和配线以不受外部环境的影响，而利用密封树脂I进行模塑成形。图8是表示模塑成形后的图。在模塑成形中，为了确保可靠性，优选在贯通基板的上表面及下表面的贯通孔13、18中无间隙地填充密封树脂材料。为了在贯通孔13、18中无间隙地填充密封树脂材料，例如，在基板上表面和下表面错开模塑成形时的注入树脂的时刻而进行注入。由此，并不是在贯通孔中在基板上表面及下表面的两开口部一次性使树脂流入，而是从一开口部徐徐地注入，从而在贯通孔中无间隙地填充树脂。接着，进行凸缘部17的切割。图8中虚线所示的部位是凸缘部的切割部位19。切割这些部位19，从芯金属的凸缘部切断，由此获得本实施方式的电子装置。如以上说明所述，根据本实施方式，散热器是金属芯配线基板的芯金属的一部分， 两者一体地形成，另外，在金属芯配线基板上两面安装有电子部件，因此电子装置能够小型化。也就是说，由于在配线基板内部内置有散热器，因此不需要在配线基板上另行接合散热器，从而能够实现电子装置的大幅度的小型化。另外，配线基板使用金属芯基板，将金属芯基板的芯金属用作配线用引线，因此不需要在配线基板的两面形成引线连接用的区域，从而能够实现大幅度的小型化。另外，半导体芯片直接搭载于在基板的表面设置的锪孔内部的芯金属上且将芯金属作为散热器进行散热，因此半导体芯片的热不是经由配线基板而是直接向散热器放散， 因此能够获得优越的散热性。进而，在配线基板的贯通孔中填充密封树脂，由此能够缓和因密封树脂和配线基板的线膨胀系数差引起的热应力变形，从而能够实现可承受使用环境温度变化的可靠性优越的电子装置。另外，由于配线基板使用金属芯基板，将金属芯基板的芯金属用作配线用引线，因此不需要在配线基板的两面形成引线连接用的区域，不需要将配线用引线连接的工艺，因此能够降低制造工艺。接着，以与之前叙述的实施方式的不同点为中心说明其他实施方式。在本实施方式的电子装置中，在金属芯配线基板2中设置多个芯金属3。在各自的芯金属间设有绝缘层及配线层。金属芯配线基板2的对置的两侧端部侧具有与芯金属3的数目相同的散热器14。各自的散热器14向密封树脂的外部露出，与多个芯金属分别一体地构成。还有，也可以在金属芯配线基板2中设置不具有散热器的芯金属3，此时，优选由贯通孔等连接具有散热器的芯金属3和具有散热器14的芯金属3。此时，贯通孔优选安装面积大、热容量大。如以上说明所述，根据本实施方式，能够使金属芯层多层化而将来自半导体芯片等发热元件的热更好地扩散。
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权利要求1.一种电子装置，具有金属芯配线基板，其在相对的两面上安装有电子部件；散热器，其用于放散所述电子部件产生的热；配线用引线，其将所述金属芯配线基板与外部连接，所述金属芯配线基板及所述电子部件由密封树脂密封，所述电子装置的特征在于，所述散热器是所述金属芯配线基板的芯金属的一部分，且一体地形成。
2.如权利要求I所述的电子装置，其特征在于，所述散热器是所述金属芯配线基板的芯金属的一部分，所述配线用弓I线从所述芯金属切割而形成。
3.如权利要求I所述的电子装置，其特征在于，具有在所述金属芯配线基板的安装电子部件的面上设置的电子部件搭载用的锪孔部， 在所述锪孔部，所述芯金属露出，在该露出的芯金属的部分利用接合剂直接安装电子部件。
4.如权利要求I所述的电子装置，其特征在于，具有形成所述金属芯配线基板的层间配线的贯通孔，在该贯通孔中填充所述密封树脂。
5.如权利要求I所述的电子装置，其特征在于，具有在所述散热器形成的贯通孔，在该贯通孔中填充有用于所述树脂密封的树脂。
6.一种电子装置，具有多个金属芯配线基板，其在基板内部层叠；配线用引线，其将层叠的所述多个金属芯配线基板与所述基板外部连接；电子部件，其安装于在层叠的所述多个金属芯配线基板的最外层向所述基板外部露出的面；散热器，其用于放散所述电子部件产生的热，层叠的所述多个金属芯配线基板及所述电子部件由密封树脂密封，所述电子装置的特征在于，所述散热器是层叠的所述多个金属芯配线基板中的至少一个芯金属的一部分，且一体地形成。
专利摘要本实用新型提供一种电子装置，其是将电子部件安装于配线基板上切进行了树脂密封的电子装置，能够实现小型化。在电子装置中，在金属芯配线基板(2)的相对的两面安装电子部件(9、11)。电子装置具有用于将电子部件的热放散的散热器(14)和将金属芯配线基板(2)与外部连接的配线用引线(5)。金属芯配线基板(2)及电子部件由密封树脂(1)密封。散热器(14)是金属芯配线基板的芯金属(3)的一部分，且一体地形成。
文档编号H01L23/31GK202352646SQ201120323430
公开日2012年7月25日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者上之惠子, 内山薰, 石仓久嗣 申请人:日立汽车系统株式会社, 日立汽车部件(苏州)有限公司