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1. WO2019053840 - ELECTRONIC MODULE AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC MODULE

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明 細 書

発明の名称 電子モジュール及び電子モジュールの製造方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016  

発明の効果

0017  

図面の簡単な説明

0018  

発明を実施するための形態

0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106  

符号の説明

0107  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

明 細 書

発明の名称 : 電子モジュール及び電子モジュールの製造方法

技術分野

[0001]
 本発明は、第一基板及び第二基板と、第一基板及び第二基板の間に設けられた電子素子とを有する電子モジュール及び電子モジュールの製造方法に関する。

背景技術

[0002]
 複数の電子素子が封止樹脂内に設けられた電子モジュールが従来から知られている(例えば特開2014-45157号参照)。このような電子モジュールに関して小型化することが望まれている。
[0003]
 電子モジュールに含まれる電子素子の数が多くなると、電子モジュールの第一基板及び第一基板に対向して設けられる第二基板の面方向での大きさが大きくなってしまう。このように第一基板及び第二基板の大きさが大きくなると、ソルダー工程、リフロー工程等の熱処理工程においてこれら第一基板及び第二基板が反ったり歪んだりすることがある。
[0004]
 また、電子モジュールを封止樹脂等によって封止する場合には、金型によって第一基板及び第二基板が押圧されることになる。第一基板及び第二基板を含む部材には公差が存在することから電子モジュールの部品を組み立てたときの厚み方向の厚みが金型の厚み方向の大きさより大きくなることもある。このような場合に金型から強い押圧力を受けると、電気的な不具合が発生する可能性がある。

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 本発明は、第一基板及び第二基板の反りや歪みを防止でき、また電気的な不具合が発生する可能性を低減できる電子モジュール及び電子モジュールの製造方法を提供する。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明による電子モジュールは、
 第一基板と、
 前記第一基板の一方側に設けられた電子素子と、
 前記電子素子の一方側に設けられた第二基板と、
 前記第一基板と前記第二基板との間に設けられた第一連結体と、
 前記第一基板と前記第二基板との間に設けられ、前記第一連結体よりも長さの短い第二連結体と、
 少なくとも前記電子素子を封止する封止部と、
 を備え、
 前記第一連結体が前記電子素子と電気的に接続されず、
 前記第二連結体が前記電子素子と電気的に接続されてもよい。
[0007]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第二連結体は弾性構造を有することを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
[0008]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第一連結体は、本体部と、前記本体部よりも横断面積の小さな結合部とを有することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の電子モジュール。
[0009]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第一連結体は、横断面積が連続的に小さくなる傾斜部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[0010]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第一連結体は複数設けられ、
 前記第二連結体は複数設けられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[0011]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第一連結体と前記第二連結体は一対の組を構成することを特徴とする請求項5に記載の電子モジュール。
[0012]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第一連結体と前記第二連結体は同数設けられることを特徴とする請求項6に記載の電子モジュール。
[0013]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第一連結体は、前記第一基板に設けられた第一導体層又は前記第一基板に導電性接着剤を介して連結され、かつ、前記第二基板に設けられた第二導体層又は前記第二基板に導電性接着剤を介して連結され、
 前記第二連結体は、前記第一基板に設けられた前記第一導体層又は前記第一基板に導電性接着剤を介して連結され、かつ、前記第二基板に設けられた前記第二導体層又は前記第二基板に導電性接着剤を介して連結され、
 前記第二連結体に接触する前記導電性接着剤の厚みは、前記第一連結体に接触する前記導電性接着剤の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[0014]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第二連結体は、前記電子素子と前記第二基板との間、前記電子素子と前記第一基板との間、又は、前記第一基板側に設けられた第一電子素子と前記第二基板側に設けられた第二電子素子との間に設けられることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[0015]
 本発明による電子モジュールにおいて、
 前記第二連結体は前記第一連結体と比較して周縁内方に配置されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[0016]
 本発明による電子モジュールの製造方法は、
 第一基板の一方側に電子素子を設ける工程と、
 前記第一基板と第二基板との間に、前記電子素子と電気的に接続されない第一連結体を設ける工程と、
 前記第一基板と第二基板との間に、前記第一連結体よりも長さの短く、前記電子素子と電気的に接続される第二連結体を設ける工程と、
 前記第一基板と第二基板との間に封止樹脂を供給し、前記電子素子、前記第一連結体及び前記第二連結体を前記封止樹脂で封止する工程と、
 を備えてもよい。

発明の効果

[0017]
 本発明の一態様によれば、第一連結体及び第二連結体が設けられていることから、第一基板及び第二基板の反りや歪みを防止できる。また、電子素子に電気的に接続されていない第一連結体が、電子素子に電気的に接続されている第二連結体の長さよりも長くなっている。このため、金型から押圧力を受けた場合であっても、第一連結体で押圧力を受けることができる。この結果、電子素子に電気的に接続され、電気的な機能を果たす第二連結体に不具合が発生することを防止でき、ひいては、電子モジュールにおいて電気的な不具合が発生する可能性を低減できる。

図面の簡単な説明

[0018]
[図1] 図1は、本発明の第1の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。
[図2] 図2は、本発明の第1の実施の形態で用いられうる電子モジュールの別の縦断面図である。
[図3] 図3は、本発明の第1の実施の形態で用いられうる第一連結体及び第二連結体を示した平面図である。実際には封止部内の第一連結体及び第二連結体は見えないが、図3では、封止部内に位置する第一連結体及び第二連結体を示している。
[図4] 図4は、本発明の第1の実施の形態で用いられうる第一連結体及び第二連結体を示した別の平面図である。実際には封止部内の第一連結体及び第二連結体は見えないが、図4でも、封止部内に位置する第一連結体及び第二連結体を示している。
[図5] 図5は、本発明の第1の実施の形態で用いられうる第一接続体と、第一電子素子及び第二電子素子とを示した平面図である。
[図6] 図6(a)-(e)は本発明の第1の実施の形態で用いられうるチップモジュールの製造工程を示した縦断面図である。
[図7] 図7(a)-(c)は本発明の第1の実施の形態で用いられうる電子モジュールの製造工程を示した縦断面図である。図7(a)-(c)は図1に対応する縦断面を示している。
[図8] 図8は、本発明の第2の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。
[図9] 図9(a)-(d)は、本発明の第2の実施の形態で用いられうる第二連結体の縦断面図である。
[図10] 図10(a)(b)は、本発明の第3の実施の形態で用いられうる第二連結体の縦断面図である。
[図11] 図11(a)(b)は、本発明の第4の実施の形態で用いられうる第二連結体の縦断面図である。
[図12] 図12は、本発明の第5の実施の形態で用いられうる第一接続体と、第一電子素子及び第二電子素子とを示した平面図である。
[図13] 図13は、本発明の第6の実施の形態で用いられうる第一接続体及び第二接続体を示すための縦断面図である。
[図14] 図14は、本発明の第8の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。
[図15] 図15は、本発明の第8の実施の形態で用いられうる別の態様における電子モジュールの縦断面図である。
[図16] 図16は、本発明の第9の実施の形態で用いられうる電子モジュールの縦断面図である。

発明を実施するための形態

[0019]
第1の実施の形態
《構成》
 本実施の形態において、「一方側」は図1の上方側を意味し、「他方側」は図1の下方側を意味する。図1の上下方向を「第一方向」と呼び、左右方向を「第二方向」と呼び、紙面の表裏方向を「第三方向」と呼ぶ。第二方向及び第三方向を含む面内方向を「面方向」といい、一方側から見た場合には「平面視」という。
[0020]
 本実施の形態の電子モジュールは、第一電子ユニットと、第二電子ユニットとを有してもよい。
[0021]
 図1に示すように、第一電子ユニットは、第一基板11と、第一基板11の一方側に設けられた複数の第一導体層12と、第一導体層12の一方側に設けられた第一電子素子13と、を有してもよい。第一電子素子13はスイッチング素子であってもよいし、制御素子であってもよい。第一電子素子13がスイッチング素子である場合には、第一電子素子13はMOSFETやIGBTであってもよい。また、第一電子素子13としてはダイオード、トランジスタ、サイリスタ等を用いることもできる。第一電子素子13及び後述する第二電子素子23の各々は半導体素子から構成されてもよく、半導体材料としてはシリコン、炭化ケイ素、窒化ガリウム等であってもよい。第一電子素子13は第一導体層12とはんだ等の導電性接着剤5を介して接続されてもよい。
[0022]
 図2に示すように、第一電子素子13の一方側には第一接続体60が設けられてもよい。第一接続体60は第一電子素子13とはんだ等の導電性接着剤5(図2では示していない。)を介して接続されてもよい。
[0023]
 図1に示すように、第二電子ユニットは、第二基板21と、第二基板21の他方側に設けられた第二導体層22を有してもよい。第二基板21には、はんだ等の導電性接着剤5を介して第二電子素子23が設けられてもよい。
[0024]
 図2に示すように、第一接続体60の一方側にも第二電子素子23が設けられてもよい。第二導体層22の他方側には第二接続体70が設けられてもよい。第二接続体70は第二電子素子23及び第二導体層22とはんだ等の導電性接着剤5を介して接続されてもよい。
[0025]
 第二電子素子23はスイッチング素子であってもよいし、制御素子であってもよい。第二電子素子23がスイッチング素子である場合には、第二電子素子23はMOSFETやIGBTであってもよい。また、第二電子素子13としてはダイオード、トランジスタ、サイリスタ等を用いることもできる。
[0026]
 図2に示すように、第一接続体60は、第一ヘッド部61と、第一ヘッド部61から他方側に延びた第一柱部62を有してもよい。第二接続体70は、第二ヘッド部71と、第二ヘッド部71から他方側に延びた第二柱部72を有してもよい。第一接続体60は断面が略T字形状となり、第二接続体70も断面が略T字形状となってもよい。
[0027]
 第一基板11及び第二基板21としては、セラミック基板、絶縁樹脂層等を採用することができる。導電性接着剤5としては、はんだの他、AgやCuを主成分とする材料を用いることもできる。第一接続体60及び第二接続体70の材料としてはCu等の金属を用いることができる。なお、基板11,21としては例えば回路パターニングを施した金属基板を用いることもでき、この場合には、基板11,21が導体層12,22を兼ねることになる。なお、金属基板や導体層12,22としては銅、アルミ、モリブデン等を用いることができる。
[0028]
 電子モジュールは、前述した、第一電子素子13、第二電子素子23、第一接続体60、第二接続体70、第一導体層12、第二導体層22等を封止する封止樹脂等から構成される封止部90を有してもよい。
[0029]
 図1に示すように、端子部110,120は、第一電子素子13に電気的に接続される第一端子部110と、第二電子素子23に電気的に接続される第二端子部120と、を有してもよい。
[0030]
 第一導体層12は導電性接着剤5を介して第一端子部110と接続されてもよく、第一端子部110の先端側は封止部90の外方に露出して、外部装置と接続可能となってもよい。第二導体層22は導電性接着剤5を介して第二端子部120と接続されてもよく、第二端子部120の先端側は封止部90の外方に露出して、外部装置と接続可能となってもよい。第一端子部110の先端及び第二端子部120の先端は、一方側又は他方側に曲げられてもよい。
[0031]
 図1では、第一端子部110及び第二端子部120が直線状になっている態様が示されているが、これに限られることはなく、第一端子部110は、第一導体層12に接続される第一端子基端部と、封止部90の外方に露出した第一端子外方部と、第一端子基端部と第一端子外方部との間に設けられ、第一端子基端部側で他方側に曲げられた第一屈曲部と、を有してもよい。第一端子基端部は導電性接着剤5を介して第一導体層12に接続されてもよい。
[0032]
 第二端子部120は、第二導体層22に接続される第二端子基端部と、封止部90の外方に露出した第二端子外方部と、第二端子基端部と第二端子外方部との間に設けられ、第二端子基端部側で一方側に曲げられた第二屈曲部と、を有してもよい。第二端子基端部は導電性接着剤5を介して第二導体層22に接続されてもよい。
[0033]
 第一基板11と第二基板21との間に、第一連結体210と、第一連結体210よりも長さの短い第二連結体220が設けられてもよい。第一連結体210は電子素子13,23と電気的に接続されず、第二連結体220は電子素子13,23と電気的に接続されてもよい。第一連結体210は、例えば導体層12,22を介して電子素子13,23と電気的に接続されてもよい。なお、このような態様に限られることはなく、第一連結体210と第二連結体220は実質的に同じ長さとなる態様を採用することもできる。ここで実質的同じ長さになるというのは、第一連結体210と第二連結体220の長さの差が、第一連結体210と第二連結体220のうち長さの長い方の5%以内にあることを意味している。このため、第一連結体210と第二連結体220のうち長さの長い方の長さをL とし長さの短い方の長さをL とした場合に、L -L ≦L ×0.05となる場合に、本実施の形態において第一連結体210と第二連結体220は実質的に同じ長さとなると言える。
[0034]
 第一連結体210の第一方向における長さは、第一基板11及び第二基板21の設計高さ(第一方向での間隔)に対応する長さになってもよい。ここで「設計高さ対応する長さ」というのは、設計されている高さの±5%以内であることを意味している。なお、封止部90となる封止樹脂を金型内に注入する際、第一基板11及び第二基板21又は後述する第一放熱板151及び第二放熱板152が金型によって一方側から押圧されることになる。
[0035]
 第一連結体210は円柱形状、角柱形状等の柱形状から構成されてもよい。第二連結体220も同様に、円柱形状、角柱形状等の柱形状から構成されてもよい。第一連結体210と第二連結体220の形状は同様である必要はなく、第一連結体210が円柱形状からなり、第二連結体220が角柱形状からなってもよいし、第一連結体210が角柱形状からなり、第二連結体220が円柱形状からなってもよい。
[0036]
 第一連結体210は1つだけ設けられてもよいし、図3及び図4に示すように複数設けられてもよい。同様に、第二連結体220は1つだけ設けられてもよいし、図3及び図4に示すように複数設けられてもよい。図3に示すように第一連結体210と第二連結体220は同数設けられ、第一連結体210と第二連結体220は一対の組を構成してもよい。ここで「一対の組を構成」するとは、面方向において、第一連結体210に対して最短距離に位置する第二連結体220が一つ設けられ、第一連結体210と第二連結体220が対をなすことを意味する。
[0037]
 第二連結体220は第一連結体210と比較して周縁内方に配置されてもよい。複数の第二連結体220が採用される場合には、第二連結体220の各々が第一連結体210と比較して周縁内方に位置づけられてもよい。但し、このような態様に限られることはなく、第二連結体220は第一連結体210と比較して周縁外方に配置されてもよい。なお、周縁内方とは、面方向において封止部90の周縁端部からの距離が遠いことを意味しており、第二連結体220が第一連結体210と比較して周縁内方に配置されるというのは、第二連結体220から見た封止部90の周縁端部までの距離が第一連結体210から見た封止部90の周縁端部までの距離よりも遠いことを意味している。
[0038]
 少なくとも1つの第一連結体210は、第一基板11に設けられた第一導体層12又は金属基板からなる第一基板11に導電性接着剤5を介して連結され、かつ、第二基板21に設けられた第二導体層22又は金属基板からなる第二基板21に導電性接着剤5を介して連結されてもよい。
[0039]
 少なくとも1つの第二連結体220は、第一基板11に設けられた第一導体層12又は金属基板からなる第一基板11に導電性接着剤5を介して連結され、かつ、第二基板21に設けられた第二導体層22又は金属基板からなる第二基板21に導電性接着剤5を介して連結されてもよい。
[0040]
 図1に示すように、第一連結体210に接触する導電性接着剤5の厚みは、第二連結体220に接触する導電性接着剤5の厚みよりも薄くなってもよい。なお、第一連結体210及び第二連結体220が、同様の態様で、第一導体層12又は金属基板からなる第一基板11に導電性接着剤5を介して連結され、かつ、第二導体層22又は金属基板からなる第二基板21に導電性接着剤5を介して連結される場合には、第二連結体220の長さが第一連結体210よりも短くなっていることからほぼ必然的に、第二連結体220に接触する導電性接着剤5の厚みを、第一連結体210に接触する導電性接着剤5の厚みよりも厚くすることができる。第二連結体220は電子素子に電気的に接続されることからこのように導電性接着剤5の厚みを十分に持つことで高い信頼性を実現できる。
[0041]
 図5に示すように、第一ヘッド部61の一方側の面には第一溝部64が設けられてもよい。第一溝部64は、平面視(面方向)において、第一柱部62の周縁外方に設けられているが、周縁外方の一部に設けられてもよいし、第一柱部62の周縁外方の全部に設けられてもよい。第一ヘッド部61の一方側の面であって、第一溝部64の周縁内方にははんだ等の導電性接着剤5が設けられてもよく、導電性接着剤5を介して第二電子素子23が設けられてもよい。
[0042]
 図5に示すように、平面視において、第一電子素子13は、第一ヘッド部61から外方に露出する態様となってもよい。第一電子素子13がMOSFET等のスイッチング素子である場合には、外方から露出した部分に第一ゲート端子13g等が設けられてもよい。同様に、第二電子素子23がMOSFET等のスイッチング素子である場合には、一方側の面に第二ゲート端子23g等が設けられてもよい。図5に示す第一電子素子13は、一方側の面に第一ゲート端子13gと第一ソース端子13sを有し、第二電子素子23は、一方側の面に第二ゲート端子23gと第二ソース端子23sを有している。この場合、第二接続体70が第二電子素子23の第二ソース端子23sに導電性接着剤5を介して接続され、図示しない接続子が第二電子素子23の第二ゲート端子23gに導電性接着剤5を介して接続されてもよい。また、第一接続体60は第一電子素子13の第一ソース端子13sと第二電子素子23の他方側に設けられた第二ドレイン端子とを導電性接着剤5を介して接続してもよい。第一電子素子13の他方側に設けられた第一ドレイン端子は導電性接着剤5を介して第一導体層12に接続されてもよい。第一電子素子13の第一ゲート端子13gは導電性接着剤5を介して図示しない接続子に接続され、当該接続子95は導電性接着剤5を介して第一導体層12に接続されてもよい。
[0043]
 第一電子素子13及び第二電子素子23のいずれか一方だけがスイッチング素子の場合には、第一接続体60に載置される第二電子素子23を発熱性の低い制御素子とし、第一電子素子13をスイッチング素子にすることも考えられる。逆に、第一接続体60に載置される第二電子素子23をスイッチング素子とし、第一電子素子13を発熱性の低い制御素子にすることも考えられる。
[0044]
 端子部110,120と導体層12,22との接合は、はんだ等の導電性接着剤5を利用する態様だけではなく、レーザ溶接を利用してもよいし、超音波接合を利用してもよい。端子部110,120は、第一連結体210又は第二連結体220と反対側の周縁側部に設けられてもよい。一例としては、図1に示すように、第二連結体220の周縁外方に第一連結体210が設けられ、第一連結体210及び第二連結体220とは反対側の周縁側部に端子部110,120が設けられ、当該端子部は封止部90の周縁外方に突出するように構成されてもよい。
[0045]
 図1及び図2に示すように、第一基板11の他方側(裏面側)に銅基板等からなる第一放熱板151が設けられてもよい。同様に、第二基板12の一方側(裏面側)に銅基板等からなる第二放熱板152が設けられてもよい。
[0046]
《製造方法》
 次に、本実施の形態の電子モジュールの製造方法の一例について説明する。
[0047]
 まず、第一治具500に第一電子素子13を配置する(第一電子素子配置工程、図6(a)参照)。なお、図6は図2とは異なるチップモジュールを製造する工程を示しており、例えば第二電子素子23は面方向で第一接続体60内に収まるような大きさとなっている。
[0048]
 次に、第一電子素子13にはんだ等の導電性接着剤5を介して第一接続体60を配置する(第一接続体配置工程、図6(b)参照)。なお、図6でははんだ等の導電性接着剤5を示していない。
[0049]
 次に、第一接続体60に導電性接着剤5を介して第二電子素子23を配置する(第二電子素子配置工程、図6(c)参照)。なお、第一接続体60上の導電性接着剤5は第一電子素子13の第一溝部64の周縁内方に配置されている。
[0050]
 第二治具550に第二接続体70を配置する(第二電子素子配置工程、図6(d)参照)。第二治具550は、第二接続体70が配置される位置に複数の治具凹部560を有してもよい。治具凹部560の高さは、チップモジュールの高さに対応してもよい。なお、治具凹部560の高さがチップモジュールの高さに対応しているというのは、導電性接着剤5の厚みも考慮したチップモジュールの全体の設計上の厚み以上の高さを治具凹部560が有していることを意味している。
[0051]
 吸引部材等を用いて第二接続体70を第二治具550に吸着させた状態で第二治具550を反転させて、第二電子素子23に導電性接着剤5を介して第二接続体70を配置する(反転載置工程、図6(e)参照)。
[0052]
 次に、導電性接着剤5に熱を加えて溶融させた後で硬化させる(リフローさせる)(第一硬化工程)。このようにして、第一電子素子13及び第二電子素子23を有するチップモジュールが製造される。
[0053]
 次に、電子モジュールを製造する方法について説明する。なお、チップモジュールについては図7では示していない。
[0054]
 第一基板11に設けられた第一導体層12にチップモジュールの第一電子素子13を導電性接着剤5を介して載置する(チップモジュール載置工程)。
[0055]
 チップモジュール載置工程と同時又はその前後で、第一導体層12に導電性接着剤5を介して第一電子素子13を載置する(第一電子素子載置工程、図7(a)参照)。第一電子素子13及び第一導体層12に導電性接着剤5を介して接続子95を載置する。
[0056]
 第一電子素子載置工程と同時又はその前後で、第一基板11のおもて面側の第一導体層12に導電性接着剤5を介して第一連結体210を設ける(第一連結体載置工程、図7(a)参照)。
[0057]
 第一連結体載置工程と同時又はその前後で、第一基板11のおもて面側の第一導体層12に導電性接着剤5を介して第二連結体220を設ける(第二連結体載置工程、図7(a)参照)。
[0058]
 第二連結体載置工程と同時又はその前後で、第一基板11のおもて面側の第一導体層12に導電性接着剤5を介して第一端子部110を設ける。
[0059]
 第二基板21のおもて面側の第二導体層22に導電性接着剤5を介して第二電子素子23を設ける(第二電子素子載置工程、図7(b)参照)。
[0060]
 第二電子素子載置工程と同時又はその前後で、第二基板21のおもて面側の第二導体層22に導電性接着剤5を介して第二端子部120を設ける。
[0061]
 次に、第一基板11側及び第二基板21側に設けられた導電性接着剤5に熱を加えて溶融させた後で硬化させる(リフローさせる)。
[0062]
 次に、第二基板21を反転させて、第二基板21の第二導体層22に導電性接着剤5を介して第一連結体210及び第二連結体220が接続される(反転工程、図7(c)参照)。この際、チップモジュールの第二接続体70には、導電性接着剤5を介して第二導体層22が接続される。
[0063]
 次に、第一基板11と第二基板21との間に封止樹脂を供給し、チップモジュール、第一電子素子13、第二電子素子23、第一連結体210、第二連結体220等を封止樹脂で封止し、封止部90を形成する(封止工程、図7(c)参照)。
[0064]
 以上のようにして、本実施の形態の電子モジュールが製造される。
[0065]
《作用・効果》
 次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果の一例について説明する。なお、「作用・効果」で説明するあらゆる態様を、上記構成で採用することができる。
[0066]
 本実施の形態において、第一連結体210及び第二連結体220が設けられている態様を採用した場合には、第一基板11及び第二基板21の反りや歪みを防止できる。より具体的には、電子モジュールを製造する工程において熱が加わることで、第一基板11及び第二基板21が反ってしまったり歪んでしまったりする可能性がある。例えば、ソルダー工程、リフロー工程等では、熱が加わることから第一基板11及び第二基板21が反ってしまったり歪んでしまったりする可能性がある。この点、第一連結体210及び第二連結体220が設けられている態様を採用した場合には、第一基板11及び第二基板21のこのような反りや歪みを防止できる。なお、このような反り及び歪みは第一基板11及び第二基板21の面方向での大きさが大きくなるほど大きくなることから、このような場合には、本実施の形態の第一基板11及び第二基板21を用いることは非常に有益である。
[0067]
 また、第一接続体60又は第二接続体70を採用することでも第一基板11及び第二基板21の反りや歪みを防止できる。また、第一接続体60又は第二接続体70を採用することで、第一電子素子13又は第二電子素子23から発生する熱を効率よく放熱させることができる。
[0068]
 第一基板11及び第二基板21を含む部材には公差が存在することから電子モジュールの部品を組み立てたときの厚み方向(第一方向)の厚みが金型の厚み方向の大きさより大きくなることもある。このような場合に金型から強い押圧力を受けると、電気的な不具合が発生する可能性がある。この点、電子素子に電気的に接続されていない第一連結体210が、電子素子に電気的に接続されている第二連結体220の長さよりも長くなっている態様を採用した場合には、金型から押圧力を受けた場合であっても、第一連結体210で押圧力を受けることができる。この結果、電子素子に電気的に接続され、電気的な機能を果たす第二連結体220に不具合が発生することを防止でき、ひいては、電子モジュールにおいて電気的な不具合が発生する可能性を低減できる。
[0069]
 金型から強い押圧力を受けた場合に第一連結体210は破損してしまってもよいことからすると、第一連結体210が第二連結体220と比較して周縁外方に配置される態様を採用することが有益である。第一基板11及び第二基板21の反りや歪みの効果も鑑みると、周縁外方において大きな力が加わる可能性が高いためである。
[0070]
 第二連結体220に接触する導電性接着剤5の厚みは、第一連結体210に接触する導電性接着剤5の厚みよりも厚くなってもよい。第二連結体220は電子素子に電気的に接続されることからこのように導電性接着剤5の厚みを十分に持つことで高い信頼性を実現できる点で有益である。
[0071]
 図3及び図4に示すように、第一連結体210が複数設けられている態様を採用した場合には、より確実に第一基板11及び第二基板21の反りや歪みを防止できる点で有益である。一例としては、第一連結体210は少なくとも4つ以上設けられ、第一基板11及び第二基板21の4つの角部を支持可能に設けられてもよい。
[0072]
 図3及び図4に示すように、第二連結体220が複数設けられている態様を採用した場合にも、より確実に第一基板11及び第二基板21の反りや歪みを防止できる点で有益である。一例としては、第二連結体220は少なくとも4つ以上設けられ、第一基板11及び第二基板21の4つの角部を支持可能に設けられてもよい。
[0073]
 第一連結体210と第二連結体220が一対の組を構成する態様を採用した場合には、第一連結体210によって、第一基板11及び第二基板21の反りや歪みに起因する押圧力が対応する第二連結体220(組になった第二連結体220)に対して加わることを防止できる点で有益である。なお、第二連結体220への影響を考慮すると、第一連結体210の数が第二連結体220の数よりも多くなる態様は有益である。他方、第一連結体210は電気的機能しない部品であるので、その数を抑えることも有益である。このため、第二連結体220への影響を抑えつつ、電気的機能しない部品の数を多くない観点からすると、第一連結体210と第二連結体220は同数設けられる態様が有益である。図4に示すように、第二連結体220の数は第一連結体210の数よりも多くなってもよい。
[0074]
第2の実施の形態
 次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
[0075]
 第1の実施の形態では、第二連結体220が円柱形状、角柱形状等の柱形状から構成される態様であった。本実施の形態では、図8に示すような第二連結体220が弾性構造を有する態様となっている。その他の構成については、第1の実施の形態と同様であり、第1の実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。第1の実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
[0076]
 弾性構造としては様々な態様を採用することができる。一例としては、第一方向に沿った縦断面において、図8に示すようなZ形状の構造であってもよいし、図9(a)に示すようなC形状の構造であってもよいし、図9(b)に示すようなM字形状の構造であってもよい。
[0077]
 本実施の形態のような第二連結体220が弾性構造を有する態様を採用した場合には、第二連結体220に押圧力等が加わった場合であっても、第二連結体220自身で当該押圧力を吸収することができる。このため、第二連結体220自身に大きな不具合が発生することを防止できる。このため、電子モジュールにおいて電気的な不具合が発生する可能性をより低減できる。
[0078]
 また、図9(c)(d)に示すように、第二連結体220の一方側端部の面には一方側に突出した突出部225が設けられて設けられてもよい。同様に、第二連結体220の他方側端部の面には他方側に突出した突出部225が設けられて設けられてもよい。このような突出部225を設けた場合には、導電性接着剤5の厚みを確保することができる点で有益である。第二連結体220に押圧力が加わる場合には導電性接着剤5が押し潰されることになるので、導電性接着剤5の厚みを十分に確保できない可能性がある。この点、本実施の形態のような突出部225を設けることで、導電性接着剤5の十分な厚みをより確実に確保できる点で有益である。なお、突出部225は、第二連結体220の一方側端部の面及び他方側端部の面のいずれか一方にだけ設けられてもよい。
[0079]
第3の実施の形態
 次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
[0080]
 上記各実施の形態では、第一連結体210が円柱形状、角柱形状等の柱形状から構成さる態様であった。本実施の形態では、図10に示すように、第一連結体210が、本体部215と、本体部215よりも横断面積の小さな結合部216とを有する態様となっている。本実施の形態では、上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
[0081]
 本実施の形態のように横断面積の小さな結合部216を採用した場合には、第一基板11、第二基板21等から第一方向に沿って過度の力が加わった場合に第一連結体210を結合部216で破断させることができる。このため、第一連結体210によって第一基板11又は第二基板21に対して過度な力が働くことを防止できる。第一連結体210は第一基板11及び第二基板21の反りや歪みを防止するために設けられているが、この第一連結体210によって第一基板11又は第二基板21に対して過度な力が加わってしまい、ひいては、第一基板11又は第二基板21に対して不具合が発生する可能性がある。本実施の形態のような結合部216を採用することで、過度の力が加わった場合に第一連結体210を結合部216で破断させることができ、第一連結体210によって第一基板11又は第二基板21に対して過度な力が働くことを防止できる。
[0082]
 本体部215及び結合部216の形状は様々なものを採用できる。一例として、本体部215は後述する傾斜部217を有する構造であってもよいし(図10(a)参照)、円柱形状、角柱形状等の柱形状を有する構造であってもよい(図10(b)参照)。結合部216としては、例えば円柱形状、角柱形状等の柱形状を有する構造を採用することができるし、傾斜部を有する構造であってもよい。
[0083]
第4の実施の形態
 次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
[0084]
 本実施の形態では、図11に示すように、第一連結体210が、横断面積が連続的に小さくなる傾斜部217を有する態様となっている。本実施の形態でも、上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
[0085]
 前述したように、第一連結体210は第一基板11及び第二基板21の反りや歪みを防止するために設けられているが、この第一連結体210によって第一基板11又は第二基板21に対して過度な力が加わってしまい、ひいては、第一基板11又は第二基板21に対して不具合が発生する可能性がある。本実施の形態のような傾斜部217を採用することで、過度の力が加わった場合に傾斜部217のうち横断面(面方向における断面)が小さな箇所で第一連結体210の一部が潰れることとなり、第一連結体210によって第一基板11又は第二基板21に対して過度な力が働くことを防止できる点で有益である。なお、図11(a)に示す態様では、横断面が小さな箇所は先端側(図11(a)の上方側)に位置する部分(先端部)であり、図11(b)に示す態様では、横断面が小さな箇所は中央部(図11(b)の上下方向の中心部)に位置する部分(中央部)である。
[0086]
第5の実施の形態
 次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。
[0087]
 上記各実施の形態では、断面が略T字形状の第一接続体60が用いられていたが、本実施の形態の第一接続体60は、図12に示すように、第一ヘッド部61から他方側に延びた4つの支持部65(65a-65d)を有している。支持体65は、第一導体層12又は第一基板11に当接するようになっている。本実施の形態でも、上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
[0088]
 本実施の形態では4つの支持部65が利用されている態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、1、2、3又は5つ以上の支持部65が用いられてもよい。
[0089]
 本実施の形態のように第一ヘッド部61から延びた支持部65が設けられている場合には、第二電子素子23の実装時又は第二電子素子23を実装した後で第二電子素子23の重みによって第一接続体60が傾いてしまうことを防止できる。また、このように支持部65が第一基板11又は第一導体層12に当接することで、放熱性を高めることができる。特に支持部65が第一導体層12に当接する場合には、放熱効果をより高めることができる点で有益である。
[0090]
 本実施の形態のように複数の支持部65を有する第一接続体60を採用した場合には、第一基板11及び第二基板21の熱による歪みや反りに対してさらに強い反発力を付与できるようになる。つまり、前述したように電子モジュールの製造工程で熱が加わることで第一基板11及び第二基板21が反ったり歪んだりしようとする力が加わるが、複数の支持部65を有する第一接続体60を用いることで、第一連結体210による作用に加えて、第一接続体60によっても、第二電子素子23、第二接続体70、第三接続体80、接続子85等を介して、第一基板11及び第二基板21の反りや歪みをより確実に防止できる点で有益である。
[0091]
第6の実施の形態
 次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。
[0092]
 上記各実施の形態では第二柱部72を有する断面が略T字形状からなる第二接続体70を用いて説明したが、本実施の形態では、図13に示すように、第二接続体70は、第二ヘッド部71から他方側に延びる延在部75(75a,75b)を有している。本実施の形態でも、上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。
[0093]
 本実施の形態では2つの延在部75が利用されている態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、1つ又は3つ以上の延在部75が用いられてもよい。
[0094]
 本実施の形態によれば、延在部75が設けられていることから、第二電子素子23からの熱を効率よく放熱することができ、第二接続体70によっても高い放熱効果を実現できる。また、本実施の形態のように複数の延在部75が設けられている場合には、より高い放熱効果を実現できる点で有益である。
[0095]
 本実施の形態のように複数の延在部を有する第二接続体70を採用した場合には、第一基板11及び第二基板21の熱による歪みや反りに対してさらに大きな反発力を付与できるようになる。つまり、前述したように電子モジュールの製造工程で熱が加わることで第一基板11及び第二基板21が反ったり歪んだりしようとする力が加わるが、複数の延在部を有する第二接続体70を用いることで、第一連結体210による作用に加えて、第二接続体70によっても第一基板11及び第二基板21の反りや歪みをより確実に防止できる点で有益である。
[0096]
第7の実施の形態
 次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。
[0097]
 上記各実施の形態では、第一接続体60及び第二接続体70が用いられている態様を用いて説明したが、このような態様には限られない。第一接続体60及び第二接続体70が設けられていなくてもよい。一例としては、図1に示すような態様となり、図2に示すような第一接続体60及び第二接続体70が設けられない態様であってもよい。本実施の形態でも、前述した第一連結体210及び第二連結体220について説明した効果を得ることができる。
[0098]
第8の実施の形態
 次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。
[0099]
 本実施の形態では、少なくとも1つの第二連結体220が電子素子13,23と第二基板11,21との間又は対向する電子素子13,23の間に設けられる態様となっている。図14に示す態様では、第一電子素子13及び第二電子素子23が設けられる態様が示されており、図15に示す態様では、第一電子素子13が設けられる態様が示されている。その他の構成については、第7の実施の形態と同様である。本実施の形態でも上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。上記各実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。なお、図15では、第一電子素子13だけが設けられる態様が示されているが、これに限られることはなく、第二電子素子23だけが設けられる態様を採用することもできる。
[0100]
 図14に示すように、第二連結体220が第一電子素子13と第二電子素子23の間に設けられた場合には、第二連結体220によって、第一電子素子13と第二電子素子23とを電気的に接続することができる。
[0101]
 図15に示すように、第二連結体220が第一電子素子13と第二基板21との間に設けられ、第二連結体220によって、第一電子素子13と第二導体層22又は金属基板からなる第二基板21とを電気的に接続する態様を採用してもよい。
[0102]
 同様に、第二連結体220が第二電子素子23と第一基板11との間に設けられ、第二連結体220によって、第二電子素子23と第一導体層12又は金属基板からなる第一基板11とを電気的に接続する態様を採用してもよい。
[0103]
 前述したように、本実施の形態では上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができ、前述した第二連結体220が弾性構造を有する態様を採用することもできる(図14及び図15ではこのような弾性構造を有する態様を示している。)。このように第二連結体220が弾性構造を有する態様を採用した場合には、電子素子13,23に対して強い押圧力が加わることを防止できる点で有益である。
[0104]
第9の実施の形態
 次に、本発明の第9の実施の形態について説明する。
[0105]
 本実施の形態では、第一電子素子13及び第二電子素子23のいずれか一方だけが用いられており、その他の構成については、第7の実施の形態と同様である。図16では、第一電子素子13だけが設けられる態様が示されているが、これに限られることはなく、第二電子素子23だけが設けられる態様を採用することもできる。本実施の形態でも上記各実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。本実施の形態でも、前述した第一連結体210及び第二連結体220について説明した効果を得ることができる。
[0106]
 上述した各実施の形態の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。

符号の説明

[0107]
11    第一基板
12    第一導体層
13    第一電子素子(電子素子)
21    第二基板
22    第二導体層
23    第二電子素子(電子素子)
210   第一連結体
215   本体部
216   結合部
217   傾斜部
220   第二連結体

請求の範囲

[請求項1]
 第一基板と、
 前記第一基板の一方側に設けられた電子素子と、
 前記電子素子の一方側に設けられた第二基板と、
 前記第一基板と前記第二基板との間に設けられた第一連結体と、
 前記第一基板と前記第二基板との間に設けられ、前記第一連結体よりも長さの短い第二連結体と、
 少なくとも前記電子素子を封止する封止部と、
 を備え、
 前記第一連結体は前記電子素子と電気的に接続されず、
 前記第二連結体は前記電子素子と電気的に接続されることを特徴とする電子モジュール。
[請求項2]
 前記第二連結体は弾性構造を有することを特徴とする請求項1に記載の電子モジュール。
[請求項3]
 前記第一連結体は、本体部と、前記本体部よりも横断面積の小さな結合部とを有することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の電子モジュール。
[請求項4]
 前記第一連結体は、横断面積が連続的に小さくなる傾斜部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[請求項5]
 前記第一連結体は複数設けられ、
 前記第二連結体は複数設けられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[請求項6]
 前記第一連結体と前記第二連結体は一対の組を構成することを特徴とする請求項5に記載の電子モジュール。
[請求項7]
 前記第一連結体と前記第二連結体は同数設けられることを特徴とする請求項6に記載の電子モジュール。
[請求項8]
 前記第一連結体は、前記第一基板に設けられた第一導体層又は前記第一基板に導電性接着剤を介して連結され、かつ、前記第二基板に設けられた第二導体層又は前記第二基板に導電性接着剤を介して連結され、
 前記第二連結体は、前記第一基板に設けられた前記第一導体層又は前記第一基板に導電性接着剤を介して連結され、かつ、前記第二基板に設けられた前記第二導体層又は前記第二基板に導電性接着剤を介して連結され、
 前記第二連結体に接触する前記導電性接着剤の厚みは、前記第一連結体に接触する前記導電性接着剤の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[請求項9]
 前記第二連結体は、前記電子素子と前記第二基板との間、前記電子素子と前記第一基板との間、又は、前記第一基板側に設けられた第一電子素子と前記第二基板側に設けられた第二電子素子との間に設けられることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[請求項10]
 前記第二連結体は前記第一連結体と比較して周縁内方に配置されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の電子モジュール。
[請求項11]
 第一基板の一方側に電子素子を設ける工程と、
 前記第一基板と第二基板との間に、前記電子素子と電気的に接続されない第一連結体を設ける工程と、
 前記第一基板と第二基板との間に、前記第一連結体よりも長さの短く、前記電子素子と電気的に接続される第二連結体を設ける工程と、
 前記第一基板と第二基板との間に封止樹脂を供給し、前記電子素子、前記第一連結体及び前記第二連結体を前記封止樹脂で封止する工程と、
 を備えたことを特徴とする電子モジュールの製造方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]