JP2016092261A - 電子制御装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封止樹脂内におけるボイドの発生と、実装された電子部品の破損の発生との双方を抑制可能な電子制御装置および、当該電子制御装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１と、電子部品５と、封止樹脂９とを備えている。電子部品５は基板１の主表面上に搭載されている。封止樹脂９はトランスファーモールド法により供給されている。基板１には電子部品５の少なくとも一部と重なるように、主表面に交差する方向に延びるように基板１を貫通する貫通孔２１が形成されている。貫通孔２１は電子部品５と電気的な接続を行なうために主表面に形成された電極パッド１１の周囲を少なくとも２方向から囲むように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御装置およびその製造方法に関し、特に、トランスファーモールド法により樹脂封止がなされた電子制御装置およびその製造方法に関するものである。

電気自動車およびハイブリッド自動車に用いられるインバータモジュールなどの電子制御装置は、大電流を流す要請によりその発熱量が多くなっている。また今日の車室内の電子制御装置の増加などに伴い、エンジンルームなどの、温度条件などが非常に過酷な環境下に電子制御装置が設置されることが要求され始めている。このため電子制御装置には高い耐熱性、気密性およびそれらを含めた信頼性が求められている。

そこで電子制御装置には、その信頼性を高める観点から、樹脂封止がなされている。たとえば特開平４−１３７６５７号公報（特許文献１）においては、表面実装型の電子部品を搭載した電子回路基板が樹脂封止された混成集積回路基板が開示されている。

特開平４−１３７６５７号公報

特開平４−１３７６５７号公報においては、絶縁性基板（電子回路基板）のうち電子部品が実装される領域の直下に貫通孔が設けられることにより、当該絶縁性基板を封止する樹脂が特に絶縁性基板と電子部品との間（基板の裏側の主表面上）にボイドを形成する可能性が低減される。

しかしながら、特開平４−１３７６５７号公報においては、大気中において絶縁性基板をモールド樹脂液中に浸漬することにより樹脂封止がなされる。このため、たとえ電子部品の直下に貫通孔が設けられても、封止樹脂内におけるボイドを排除することは困難である。また、更なるボイド削減を目的として、いわゆるトランスファーモールド法を用いて、特開平４−１３７６５７号公報のように電子部品の直下に貫通孔が設けられた絶縁性基板が樹脂封止された場合、流動した封止樹脂による圧力により、絶縁性基板上に実装された脆性材料の電子部品が破損する可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、封止樹脂内におけるボイドの発生と、実装された電子部品の破損の発生との双方を抑制可能な電子制御装置および、当該電子制御装置の製造方法を提供することである。

本発明の電子制御装置は、基板と、電子部品と、封止樹脂とを備えている。電子部品は基板の主表面上に搭載されている。封止樹脂はトランスファーモールド法により供給されている。基板には電子部品の少なくとも一部と重なるように、主表面に交差する方向に延びるように基板を貫通する貫通孔が形成されている。貫通孔は電子部品と電気的な接続を行なうために主表面に形成された電極パッドの周囲を少なくとも２方向から囲むように形成されている。

本発明の電子制御装置の製造方法は、まず基板に貫通孔が形成される。基板の主表面上に、電子部品と電気的な接続を行なうための電極パッドが形成される。主表面上に電子部品が搭載される。電子部品が搭載された基板がトランスファーモールド法により樹脂封止される。電極パッドは、貫通孔により周囲を少なくとも２方向から囲まれるように形成される。電子部品は、貫通孔の少なくとも一部と重なるように搭載される。

本発明によれば、封止樹脂の特に電子部品と重なる領域におけるボイドの発生が抑制できるとともに、樹脂封止時の圧力に起因する電子部品の破損の発生が抑制できる。

実施の形態１の電子制御装置の構成を示す概略断面図である。 図１の点線で囲んだ領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様を示す概略平面図である。 図２と同様に図１の領域Ｐにおける、貫通孔および電極パッドの上に脆性電子部品が重畳された態様を示す概略平面図である。 実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第１工程を示す、図３のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第１工程を示す、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第１工程を示す、図３のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第２工程を示す、図３のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第２工程を示す、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第２工程を示す、図３のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第３工程を示す、図３のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第３工程を示す、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第３工程を示す、図３のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第４工程を示す、図３のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第４工程を示す、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第４工程を示す、図３のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第５工程を示す、図３のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第５工程を示す、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第５工程を示す、図３のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第６工程を示す、図３のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第６工程を示す、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、実施の形態１の電子制御装置の製造方法の第６工程を示す、図３のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 比較例の電子制御装置の構成を示す概略断面図である。 図１０の点線で囲んだ領域Ｐにおける、貫通孔および電極パッドの上に脆性電子部品が重畳された態様を示す概略平面図である。 比較例の電子制御装置の製造方法の第１工程を示す、図１１のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、比較例の電子制御装置の製造方法の第１工程を示す、図１１のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、比較例の電子制御装置の製造方法の第１工程を示す、図１１のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 比較例の電子制御装置の製造方法の第２工程を示す、図１１のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、比較例の電子制御装置の製造方法の第２工程を示す、図１１のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、比較例の電子制御装置の製造方法の第２工程を示す、図１１のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 比較例の電子制御装置の製造方法の第３工程を示す、図１１のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、比較例の電子制御装置の製造方法の第３工程を示す、図１１のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、比較例の電子制御装置の製造方法の第３工程を示す、図１１のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 比較例の電子制御装置の製造方法の第４工程を示す、図１１のＡ−Ａ線に沿う部分の概略断面図（Ａ）と、比較例の電子制御装置の製造方法の第４工程を示す、図１１のＢ−Ｂ線に沿う部分の概略断面図（Ｂ）と、比較例の電子制御装置の製造方法の第４工程を示す、図１１のＣ−Ｃ線に沿う部分の概略断面図（Ｃ）とである。 実施の形態２の電子制御装置の図１の点線で囲んだ領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様の第１例を示す概略平面図である。 実施の形態２の電子制御装置の図１の点線で囲んだ領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様の第２例を示す概略平面図である。 実施の形態３の電子制御装置の構成を示す概略断面図である。 図１８の点線で囲んだ領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様の第１例を示す概略平面図である。 図１８の点線で囲んだ領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様の第２例を示す概略平面図である。 実施の形態４の電子制御装置の構成を示す概略断面図である。 実施の形態４の電子制御装置の動作を示す概略断面図である。 実施の形態５の第１例における、図２と同様の領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様を示す概略平面図である。 実施の形態５の第２例における、図２と同様の領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様を示す概略平面図である。 実施の形態５の第３例における、図２と同様の領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様を示す概略平面図である。 実施の形態５の第４例における、図２と同様の領域Ｐにおける貫通孔および電極パッドの平面視における態様を示す概略平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず図１〜図３を用いて、本実施の形態の電子制御装置１００の構成について説明する。

図１を参照して、本実施の形態の電子制御装置１００は、電子回路基板１（基板）と、脆性電子部品５（電子部品）と、封止樹脂９とを主に有している。

電子回路基板１は、一般的なプリント回路基板であるたとえばガラスエポキシ基板などの絶縁性の基板であり、当該電子制御装置１００の土台をなす部材である。電子回路基板１の主表面上には雑多な電子部品等を実装することが可能であり、ここでは脆性電子部品５および通常の電子部品１５などが実装されている。

脆性電子部品５は、パワー半導体素子などの半導体装置を収納する部品であり、たとえば電子回路基板１の上側の主表面１ａ上に搭載（実装）されている。脆性電子部品５の最外周の、半導体装置を収納するパッケージは、フェライトなどの、圧力の印加などにより損傷を生じやすい脆性材料により形成されている。

一方、通常の電子部品１５は、ここでは脆性電子部品５のような脆性材料により形成されているわけではない（脆性電子部品５ほど破損しやすくはない）、一般公知のチップ部品などである。通常の電子部品１５は一般的にその平面視におけるサイズが脆性電子部品５よりも小さい。逆に言えば脆性電子部品５は一般的に平面視において通常の電子部品１５よりも大きい。この観点からも脆性電子部品５は、通常の電子部品１５よりもたとえば上方から加わる力により破損しやすくなっている。

図２を参照して、電子回路基板１の（たとえば図１の上側の）主表面１ａ上には、電極パッド１１が形成されている。電極パッド１１は脆性電子部品５および通常の電子部品１５の端子を接続することにより、これらの電子部品５，１５と電気的に接続されるパッドである。電極パッド１１はたとえば電子回路基板１の主表面上に一方向（図２の左右方向）に延びる直線軸ｌに沿って互いに間隔をあけて複数（ここでは１対）並ぶように配置された、平面視においてたとえば矩形状を有する領域である。電極パッド１１は電子回路基板１内に形成された回路等に電気的に接続されており、ここにたとえば脆性電子部品５の１対の端子（たとえば入力端子および出力端子）が接続されることにより、当該脆性電子部品５内の半導体装置と電子回路基板１内に形成された回路等とが電気的に接続されている。

具体的には、たとえば脆性電子部品５には入力端子および出力端子が含まれ、これらの入力端子および出力端子が１対の電極パッド１１のそれぞれと接触している。脆性電子部品５の入力端子および出力端子は１対の電極パッド１１のそれぞれと、たとえばはんだ１３により電気的かつ機械的に接続されている。

封止樹脂９は、脆性電子部品５などが搭載された電子回路基板１の表面を覆う（封止する）ように形成された樹脂材料であり、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂であることが好ましい。封止樹脂９は、電子回路基板１およびその上に実装された脆性電子部品５などの表面の全体を覆い、当該脆性電子部品５の表面などを封止樹脂９と脆性電子部品５との界面とする態様で形成されている。

図１および図２を参照して、電子回路基板１には貫通孔２１が形成されている。この貫通孔２１は電子回路基板１の主表面に交差する方向（図１の上下方向）に延びるように、電子回路基板１の図１の上側の主表面１ａから図１の下側の主表面１ｂまで、電子回路基板１を貫通するように形成された、電子回路基板１を構成する材料が除去された空隙領域である。したがって貫通孔２１内は封止樹脂９により充填される。

図２および図３を参照して、貫通孔２１は、１対の電極パッド１１のそれぞれの間に挟まれた領域において、平面視において図２および図３の上下方向（図１の紙面奥行き方向）に延びるように形成されている。さらに貫通孔２１は、平面視において図２および図３の１対の電極パッド１１のそれぞれの上方および下方の領域のそれぞれを、各図の左右方向（図１の左右方向）に延びるように形成されている。

したがって貫通孔２１は、平面視において１対の電極パッド１１のそれぞれの周囲を３方向から囲むように形成されている。ここで３方向とは、図２および図３のように電子回路基板１を平面視したときのＸ方向およびＹ方向に関する電極パッド１１の正負双方向の合計４方向から任意に選ばれた３方向を意味している。すなわち図２および図３の左側の電極パッド１１は、その上側、下側および右側の３方向を貫通孔２１に囲まれた態様となっている。また図２および図３の右側の電極パッド１１は、その上側、下側および左側の３方向を貫通孔２１に囲まれた態様となっている。

このように貫通孔２１は、電極パッド１１の周囲の３方向において、電極パッド１１から当該３方向のそれぞれに向かう法線に交差する（たとえば垂直な）方向に延在する長尺状の平面形状を有しており、平面視においてあたかも「Ｈ」の文字のような形状を有していることが好ましい。

図３を参照して、図２に示す電極パッド１１および貫通孔２１の真上に脆性電子部品５が実装されれば、脆性電子部品５の１対の端子のそれぞれが１対の電極パッド１１に接続されることから、脆性電子部品５は１対の電極パッド１１を跨ぐように配置される。貫通孔２１は１対の電極パッド１１に挟まれた領域に形成されていることから、特にこの領域において、脆性電子部品５と貫通孔２１とが重なるように配置される。このように貫通孔２１は、脆性電子部品５の少なくとも一部と平面的に重なるように形成されている。

図３において、貫通孔２１は、脆性電子部品５と平面的に重なる（脆性電子部品５の真下に配置される）重畳領域２１Ａと、脆性電子部品５と平面的に重ならない非重畳領域２１Ｂとを有している。このように貫通孔２１は、その一部が脆性電子部品５と平面視において重なる領域に形成されるが、その一部が脆性電子部品５と平面視において重なる領域以外の領域に形成されている。

図１および図３においては、脆性電子部品５に接続される１対の電極パッド１１に挟まれた領域と重なる領域に貫通孔２１が形成され、通常の電子部品１５に接続される１対の電極パッド１１に挟まれた領域と重なる領域には貫通孔２１が形成されていない。しかし通常の電子部品１５に接続される１対の電極パッド１１に挟まれた領域と重なる領域を含むように（たとえば図３の脆性電子部品５を通常の電子部品１５に置き換えたような態様の）貫通孔２１が形成されてもよい。

再び図２を参照して、電極パッド１１の周囲に形成される貫通孔２１は、１対の電極パッド１１の配置に関して対称となるように形成されている。具体的には、脆性電子部品５に接続される１対の電極パッド１１が並ぶ方向に交差する（図２の上下）方向に関する電極パッド１１の中央部を通る直線軸ｌに対して平面視において対称となるように、貫通孔２１が形成されている。

次に、図４〜図９を用いて、本実施の形態の電子制御装置１００の製造方法について説明する。なお各図の（Ａ）は１対の電極パッド１１のそれぞれおよび脆性電子部品５が形成される領域を通るように示されている。また各図の（Ｂ）は図３の１対の電極パッド１１の間の領域を上下方向に延びる貫通孔２１が形成される領域を通っているのに対し、各図の（Ｃ）は図３の左側の電極パッド１１およびその真上の脆性電子部品５が形成される領域を部分的に通っている。

図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して、まず一般公知のプリント回路基板としての電子回路基板１が準備され、その一方の主表面１ａから他方の主表面１ｂまで電子回路基板１を貫通するように貫通孔２１が形成される。

貫通孔２１は平面視において図２および図３に示す「Ｈ」の字のような形状を有している。このため図４（Ａ）の断面図においては幅の狭い（図２の上下方向に延びる貫通孔２１の、左右方向の幅に等しい幅を有する）貫通孔２１が１つ存在する。これに対して、図４（Ｂ）の断面図においては図４（Ａ）よりも幅の広い（図２の上下方向に延びる貫通孔２１の、上下方向に延びる長さに等しい幅を有する）貫通孔２１が１つ存在する。また図４（Ｃ）の断面図においては図２の左右方向に２本延びる貫通孔２１のそれぞれの、図２の上下方向に延びる幅に等しい幅を有する貫通孔２１が２つ存在する。なお貫通孔２１は、プレスまたはドリルにより形成される。

図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して、電子回路基板１の貫通孔２１の一部（図２における貫通孔２１が上下方向に延びる部分）を挟むように、たとえば電子回路基板１の一方の主表面１ａ上には１対の電極パッド１１が、互いに間隔をあけて形成される。その１対の電極パッド１１の一方および他方と電気的に接続されるように、電子回路基板１のたとえば主表面１ａ上に脆性電子部品５が搭載される。

具体的には、まず１対の電極パッド１１のそれぞれの表面上に、はんだ１３の材料となるソルダペーストが印刷される。そして脆性電子部品５がマウンタにより、そこに含まれる端子がソルダペーストに接触するように、電子回路基板１の主表面１ａ上に搭載される。その後、電子回路基板１に直接熱風が加えられることによりソルダペーストが溶かされはんだ１３となり、このはんだ１３により脆性電子部品５の端子が電極パッド１１に接続される。このように脆性電子部品５は、はんだ１３を用いたいわゆるリフロー工程により、電子回路基板１に実装される。

ソルダペーストを溶かす際には、電子回路基板１の貫通孔２１を通して熱風が供給されて溶融されたはんだ１３が供給されることにより、脆性電子部品５が電子回路基板１（の電極パッド１１）上に接着されることが好ましい。

図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の工程においては、図２に示すように、電極パッド１１は、貫通孔２１により平面視において１対の電極パッド１１のそれぞれの周囲を３方向から囲むように形成される。また脆性電子部品５は、図３に示すように、貫通孔２１の少なくとも一部（図３における１対の電極パッド１１に挟まれた領域の貫通孔２１）と平面視において重なるように、電子回路基板１の主表面１ａ上に搭載される。

なお通常の電子部品１５も、脆性電子部品５と同様に、これを接続する電極パッド１１の周囲の３方向を囲む貫通孔２１と重なるように搭載（実装）されてもよい。また脆性電子部品５が電子回路基板１の主表面１ｂ上に形成されてもよい。

図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して、脆性電子部品５が搭載された電子回路基板１が、あらかじめ所定の温度に加熱されたトランスファーモールド金型３１の、たとえば互いに嵌合される上側の金型と下側の金型との間に形成される空間領域３１ａ内に設置される。次に、特に図６（Ａ）を参照して、トランスファーモールド金型３１の上記空間領域３１ａ内に通じるシリンダ内にはプランジャ３３が挿入される。シリンダ内のうち、プランジャ３３と空間領域３１ａとに挟まれた領域（図６（Ａ）におけるプランジャ３３の真上）には、封止材タブレット３５が挿入される。封止材タブレット３５は封止用の樹脂が固形状となったものである。

図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、特に図７（Ａ）を参照して、プランジャ３３がシリンダ内の上方に移動するように徐々に押し込まれる。これによりプランジャ３３の真上の封止材タブレット３５は加圧され、流動性を増しながら徐々に、シリンダ内と連続する空間領域３１ａ内に導かれる。したがって封止材タブレット３５の封止用の樹脂材料が空間領域３１ａ内に注入される。

図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して、封止材タブレット３５を構成する樹脂材料を加圧しながらトランスファーモールド金型３１内の空間領域３１ａに注入する、いわゆるトランスファーモールド法による処理がなされる。図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して、これにより空間領域３１ａ内には樹脂材料が充填する。トランスファーモールド金型３１は加熱されているため、この熱により上記の空間領域３１ａ内の樹脂材料は硬化し、電子回路基板１は固化した樹脂材料（封止樹脂９）に覆われるように封止される。

次に、図１０〜図１５の比較例を用いて、本実施の形態の作用効果を説明する。
図１０〜図１１を参照して、比較例における電子制御装置９００は、基本的に図１の本実施の形態の電子制御装置１００と同様の構成を有している。しかし電子制御装置９００は、電子回路基板１に形成される貫通孔２０が、本実施の形態の貫通孔２１のように電極パッド１１の周囲を３方向から囲む平面形状を有しておらず、１対の電極パッド１１に挟まれた領域の一部に、たとえば円形の平面形状を有するように形成されている。

なお、これ以外の比較例の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１２〜図１５を参照して、これらは電子制御装置９００の製造方法を示しており、本実施の形態の電子制御装置１００の製造方法の図６〜図９に示す各工程に対応する工程を示している。基本的に、図６〜図９の各工程と同様に、脆性電子部品５が搭載された電子回路基板１がトランスファーモールド金型３１の空間領域３１ａ内に設置され、プランジャ３３および封止材タブレット３５により空間領域３１ａ内に封止樹脂９が供給される。

このとき、たとえば図１４（Ａ）に示すように、脆性電子部品５の真上の領域に流動した封止樹脂９が、そのトランスファーモールド工程時の圧力により、脆性電子部品５に向けて下向きの大きな力Ｆを瞬間的に加える場合がある。このとき、脆性電子部品５は一方向のみから加圧されるため、図１５（Ａ）に示すように当該力Ｆにより破損する可能性がある。特にフェライトまたはセラミックスなどの脆性材料を用いた、チョークコイル、トランス、セメント抵抗などの脆性電子部品５において上記の破損は大きな問題となっており、対策としてたとえば耐圧性の高い高価な電子部品を使用する必要がある。

一方、本実施の形態においては、たとえば図８（Ａ）に示すように、脆性電子部品５の真上の領域に流動した封止樹脂９が、その圧力により脆性電子部品５に向けて下向きの大きな力Ｆを瞬間的に加えたとしても、貫通孔２１の平面形状により、電極パッド１１の周囲の電子回路基板１が容易にたわむように変形して圧力Ｆを逃がす。つまり比較例のように円形の貫通孔２０のみが形成された電子回路基板１に比べて、本実施の形態のように電極パッド１１の周囲を３方向から囲むように形成された平面形状を有する貫通孔２１が形成された電子回路基板１は、上方からの圧力を吸収する力が大きい。

このため本実施の形態においては、脆性電子部品５に加わる封止樹脂９の圧力Ｆが容易に低減され、図９（Ａ）に示すように脆性電子部品５の破損を抑制することができ、信頼性の高い電子制御装置１００を提供することができる。したがって耐圧性の高い高価な電子部品を用いることなく、安価で汎用的な脆性電子部品５を用いることができ、電子制御装置１００の製造コストの高騰を抑制することができる。

また、仮にたとえば脆性電子部品５の真下の電子回路基板１に貫通孔が形成されない場合には、トランスファーモールド法による樹脂封止工程（たとえば図１４（Ａ）参照）の際に、封止樹脂９が脆性電子部品５の裏側すなわち電子回路基板１と脆性電子部品５とに挟まれた領域に回り込むことが困難となり、当該領域に空気層（ボイド）が形成される可能性がある。空気層は断熱性があるため、当該領域に蓄積された脆性電子部品５の発する熱を外部に放出することが困難となり、電子制御装置１００全体の信頼性を低下させる可能性がある。

また脆性電子部品５および電子回路基板１の表面の一部または全体を覆うようにボイドが生じた場合、封止樹脂９は、当該領域において脆性電子部品５と電子回路基板１とに接触できなくなる。このため脆性電子部品５および電子回路基板１に封止樹脂９が接触する領域と接触できない領域との間で線膨張係数のミスマッチが生じる。これにより、脆性電子部品５を電子回路基板１に実装するためのはんだ１３による接合部の寿命が短くなり、電子制御装置１００全体の信頼性を大幅に損なう可能性がある。

そこで本実施の形態においては、脆性電子部品５の真下の一部、すなわち脆性電子部品５の少なくとも一部と重なる領域を含むように貫通孔２１の重畳領域２１Ａが形成されている。これにより、図９（Ａ）のようにトランスファーモールド工程の際には封止樹脂９がその圧力により貫通孔２１の重畳領域２１Ａ内にも十分に流れ込む。このため、脆性電子部品５と電子回路基板１との間には貫通孔２１内も含めて封止樹脂９が十分に充填され、空気層がほとんど形成されなくなる。

また本実施の形態のようにトランスファーモールド工程による樹脂封止が用いられれば、浸漬による樹脂封止が用いられる場合に比べて樹脂が大きな圧力で充填することから、空気層も大きな圧力で移動することにより、封止樹脂９内にはボイドが発生しにくくなる。

脆性電子部品５の裏面上に多くの封止樹脂９が回り込むことが可能な本実施の形態においては、脆性電子部品５の表面のうちより広い面積が封止樹脂９に接触することになる。したがって、封止樹脂９は空気層よりも熱伝導率が高いことから、本実施の形態においては、脆性電子部品５の発熱をより効率的に封止樹脂９から外部に放出させることができる。

ここで、一般的に電子部品の寿命は、温度が高くなるにしたがって低くなる。一般的に周囲温度が１０℃上昇すれば、電解コンデンサなどの電子部品の寿命は約１／２に低下する。さらに、電子部品は温度により特性の変化が大きくなるため、周囲温度が上昇すれば出力電力および出力電圧が不安定になる可能性がある。したがって電子部品の発する熱を効率よく外部に放熱することは、電子部品の長寿命化および安定した動作につながる。

このため貫通孔２１からより効率的に放熱することが可能な本実施の形態の構成を用いることにより、電子制御装置１００全体の信頼性を高めることができる。

以上により、本実施の形態のように脆性電子部品５の少なくとも一部と重なり、かつ電極パッドの周囲の３方向を囲む貫通孔２１を有する電子回路基板１を含む電子制御装置１００を用いれば、ボイドの発生の抑制と、電子部品５の破損の抑制との双方の作用効果を奏することができ、電子制御装置１００の信頼性を高めることができる。また電子回路基板１が（貫通孔２１の内周表面を含め）封止樹脂９と密着する面積が増えることから、脆性電子部品５の放熱の効率をより高めることができる。

次に、電子回路基板１と封止樹脂９との密着性は、両者が密着している領域の表面積が広いほど向上する。本実施の形態においては比較例に比べて貫通孔２１の平面視における面積が大きい。このため本実施の形態においては、貫通孔２１の内周表面（内部の壁面）が広い分だけ、貫通孔２１を介して電子回路基板１と封止樹脂９とが密着する領域の面積が、比較例の貫通孔２０を介して電子回路基板１と封止樹脂９とが密着する領域の面積よりも大きくなる。この観点からも、本実施の形態においては比較例よりも電子回路基板１と封止樹脂９との密着性が高められるといえる。

電子回路基板１と封止樹脂９との密着性が高められれば、脆性電子部品５の駆動時に加えられる温度サイクル等による熱応力に起因する、封止樹脂９の電子回路基板１の表面からの剥離を抑制することができる。この観点からも、本実施の形態においては比較例よりも信頼性が高められるといえる。

電子回路基板１が一般的な材料であるたとえばエポキシガラスにより形成されており、封止樹脂９が一般的な材料であるたとえばエポキシ樹脂により形成される場合、これらを密着させることは一般的に容易ではない。また上記の電子回路基板１と封止樹脂９との線膨張係数の差が大きいため、たとえ両者が密着したとしても、たとえば駆動時に加わる温度サイクルなどに起因する熱応力により両者が剥離する可能性が高い。このため本実施の形態のように両者の密着する表面積を大きくすることにより両者を密着しやすくすることによる実益は大きい。

一方、本実施の形態においては、貫通孔２１の一部は脆性電子部品５と重なる重畳領域２１Ａであるが、貫通孔２１の他の一部は脆性電子部品５と重ならない非重畳領域２１Ｂであることが好ましい。このようにすれば、脆性電子部品５の上方から下方に加わる封止樹脂９の圧力と脆性電子部品５の下方から上方に加わる封止樹脂９の圧力とが釣り合いやすくなり、脆性電子部品５の破損をいっそう確実に抑制することができる。また非重畳領域２１Ｂを通じた放熱の効果は重畳領域２１Ａを通じた放熱の効果よりも高いため、非重畳領域２１Ｂの存在により放熱の効果がいっそう高められる。

さらに本実施の形態においては、脆性電子部品５を接続する１対の電極パッド１１が電子回路基板１の主表面１ａ上に一方向に延びる軸ｌに沿って複数並ぶように配置されており、貫通孔２１は、平面視において当該軸ｌに対して対称になるように形成されている。これにより、脆性電子部品５の上方から下方に加わる封止樹脂９の圧力と脆性電子部品５の下方から上方に加わる封止樹脂９の圧力とが釣り合いやすくなり、脆性電子部品５の破損をいっそう確実に抑制することができる。また貫通孔２１を介した脆性電子部品５からの放熱の釣合を良好にすることもできる。

さらに本実施の形態においては、はんだ１３を用いたリフロー工程による脆性電子部品５の搭載時に、貫通孔２１を通して熱風を供給することにより、熱風がダイレクトに脆性電子部品５に当たるように供給しやすくなる。貫通孔２１は、特に図２の左右方向に延びる成分がはんだ１３が供給される領域の近くに形成されるため、貫通孔２１が形成されない場合に比べてはんだ１３への熱の供給の効率が高められる。

したがって本実施の形態においては、はんだ１３の近くに貫通孔２１が形成されない場合に比べて、熱風の温度が低くてもはんだ１３による脆性電子部品５の実装が容易に可能となる。すなわち本実施の形態においては熱風の温度を低くすることができるため、耐熱性の低い部品を実装することも可能になる。したがって電子回路基板１に実装可能な部品の種類が（耐熱性の低い部品を含め）より多くなり、電子制御装置１００に搭載される電子部品の選択肢の幅を広げることができる。

なお以上においては、電子回路基板１として一般的なガラスエポキシ製のプリント回路基板をトランスファーモールド法により樹脂封止する工程について述べている。しかし電子回路基板１として銅元素が含有されるリードフレームなどが接着されたプリント回路基板などが用いられた場合においても、以上と同様の効果が得られる。加えてリードフレームを用いることにより放熱性および強度がいっそう高められる。

また脆性電子部品５よりも強度の高い通常の電子部品１５が、脆性電子部品５と同様にこれに接続される電極パッド１１の周囲に貫通孔２１が形成された場合、（もともと破損しにくい）通常の電子部品１５の破損をいっそう確実に抑制することができる。

（実施の形態２）
図１６を参照して、本実施の形態の第１例における電極パッド１１および貫通孔２１は、基本的に図２に示す実施の形態１における電極パッド１１および貫通孔２１と同様の平面態様を有している。しかし本実施の形態においては、貫通孔２１の平面視における端部に、平面視において円形を有する円孔２２が形成されている。

円孔２２は、貫通孔２１の図１６の左右方向に延びる２つの部分のそれぞれに形成されており、上記それぞれの延びる方向に関して左側および右側の双方の端部に形成されている。したがって図１６の貫通孔２１には合計４つの円孔２２が形成されている。円孔２２は貫通孔２１と同様に、電子回路基板１の上側の主表面１ａから下側の主表面１ｂまで（主表面１ａに交差する方向に）電子回路基板１を貫通するように形成された、電子回路基板１を構成する材料が除去された空隙領域である。円孔２２は貫通孔２１と同様に、プレスまたはドリルにより形成される。

図１７を参照して、本実施の形態の第１例における電極パッド１１および貫通孔２１は、基本的に図２に示す実施の形態１における電極パッド１１および貫通孔２１と同様の平面態様を有している。しかし図１７においては、貫通孔２１の平面視における中央部に、平面視において円形を有する円孔２２が形成されている。

図１７においては貫通孔２１のうち、図１７の上下方向に延びる部分の、当該延びる方向に関する中央部に円孔２２が形成されている。また図１７の円孔２２は基本的に図１６の円孔２２と同様の態様であり、電子回路基板１の上側の主表面１ａから下側の主表面１ｂまで電子回路基板１を貫通するように形成されている。

円孔２２は、これが形成される貫通孔２１が平面視において延びる方向に交差する方向に関する幅よりも大きな直径を有することが好ましい。また円孔２２は、その平面視における中心が貫通孔２１の幅方向に関する中央部とほぼ重なる位置に形成されることが好ましい。

また図１６および図１７においては、貫通孔２１の平面視における端部および中央部のいずれかのみに円孔２２が形成されている。しかし図示されないが、本実施の形態においては、貫通孔２１の平面視における端部および中央部の双方に円孔２２が形成されてもよい。

なお、これ以外の比較例の構成は、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

次に、本実施の形態の作用効果を説明する。本実施の形態においては、実施の形態１と同様の作用効果のほかに、以下の作用効果を奏することができる。

本実施の形態においては、貫通孔２１の一部、特に図１６のように平面視における両端部に円孔２２が形成される。これにより、トランスファーモールド工程の際に封止樹脂９の圧力により電子回路基板１がたわむことによって生じる貫通孔２１の両端部での応力集中が緩和される。その結果、貫通孔２１を起点として電子回路基板１に亀裂が発生する可能性を低減することができる。

また本実施の形態においては、特に図１７のように平面視における貫通孔２１の中央部に円孔２２が形成される。これにより、トランスファーモールド工程の際に電子回路基板１の下方であるたとえば主表面１ｂ側（図１参照）から上方に向けて、円孔２２を含む貫通孔２１を通じてより多くの封止樹脂９が流れ込むことができる。このため脆性電子部品５に加わる力として、封止樹脂９が上方から下方に向けて脆性電子部品５に対して加える圧力と、上記の下方から上方への封止樹脂９の流れ込む力とが釣り合いやすくなる。したがって脆性電子部品５の上方からの圧力に起因する破損を抑制する効果が高められる。

また本実施の形態においては、貫通孔２１と円孔２２とを合わせた内周表面の面積の総和を、円孔２２が形成されない貫通孔２１の内周表面の面積よりも大きくすることができる。このため、貫通孔２１内および円孔２２内を充填する封止樹脂９と貫通孔２１などとの接触面積をいっそう増やすことができ、両者の密着性をいっそう向上させることができる。また電子回路基板１と封止樹脂９との密着性が高められるため、脆性電子部品５の駆動時に加えられる温度サイクル等による熱応力に起因する、封止樹脂９の電子回路基板１の表面からの剥離を抑制することができる。この観点から、本実施の形態においては信頼性がいっそう高められるといえる。

（実施の形態３）
図１８を参照して、本実施の形態における電子制御装置２００は、基本的に図１の電子制御装置１００と同様の構成を有しており、本実施の形態の貫通孔２３は基本的に実施の形態１の貫通孔２１と同様の平面形状を有している。しかし本実施の形態の貫通孔２３は、その内周表面に銅めっき膜４１が形成されている点において、実施の形態１の貫通孔２１と異なっている。銅めっき膜４１は、無電解めっきにより形成される。銅めっき膜４１は、貫通孔２３の内周表面のほぼ全面に形成されていることが好ましい。

図１９および図２０を参照して、本実施の形態の銅めっき膜４１を有する貫通孔２３にも、図１６および図１７の貫通孔２１と同様に、その平面視における端部および中央部の少なくともいずれか（いずれかまたは双方）に円孔２２が形成されていてもよい。

なお、これ以外の比較例の構成は、実施の形態１，２の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

次に、本実施の形態の作用効果を説明する。本実施の形態においては、実施の形態１，２と同様の作用効果のほかに、以下の作用効果を奏することができる。

本実施の形態においては、貫通孔２３の内周表面の銅めっき膜４１の存在により、電子回路基板１と封止樹脂９との密着性を実施の形態１よりもいっそう高くすることができる。これは銅は電子回路基板１を構成するたとえばエポキシガラスよりも、封止樹脂９（エポキシ樹脂）との密着性が優れているためである。したがって、実施の形態１よりもいっそう、脆性電子部品５の駆動時に加えられる温度サイクル等による熱応力に起因する、封止樹脂９の電子回路基板１の表面からの剥離を抑制する効果が高められる。

（実施の形態４）
図２１を参照して、本実施の形態における電子制御装置３００は、基本的に図１８の電子制御装置２００と同様の構成を有しており、銅めっき膜４１が形成された貫通孔２３を有している。しかし本実施の形態においては、たとえば電子回路基板１の下側の主表面１ｂ上に、脆性電子部品５とは異なる他の電子部品として、発熱電子部品１６が搭載されている。発熱電子部品１６は、脆性電子部品５と同様に、電子回路基板１に形成された電極パッド１１と、はんだ１３により電気的に接続されるように実装されている。発熱電子部品１６は、上記の通常の電子部品１５と同様に、脆性材料により形成された破損しやすい部品ではないが、たとえば脆性電子部品５などよりも発熱量の大きい半導体素子が搭載された電子部品である。

発熱電子部品１６は、脆性電子部品５とは反対側の主表面上に搭載されることが好ましい。すなわち、たとえば脆性電子部品５が電子回路基板１の上側の主表面１ａ上に搭載される場合には、発熱電子部品１６は電子回路基板１の下側の主表面１ｂ上に搭載されることが好ましい。また発熱電子部品１６は、脆性電子部品５の真下の貫通孔２３とは電子回路基板１の主表面に沿う方向に関して所定の間隔をあけた位置に載置されることが好ましい。図２１においては発熱電子部品１６は、脆性電子部品５の真下の貫通孔２３よりやや左側に配置されている。このようにすれば、発熱電子部品１６の発する熱の周囲の部品等への伝搬を抑制することができる。

発熱電子部品１６と、貫通孔２３の銅めっき膜４１との間の領域における主表面１ｂ上には、配線パターン４２が形成されている。配線パターン４２はたとえば銅またはアルミニウムなどの一般公知の金属材料の薄膜から形成されている。配線パターン４２は、発熱電子部品１６の端子を接続する電極パッド１１と、たとえば脆性電子部品５の真下の貫通孔２３の内周表面を覆う銅めっき膜４１との間の領域において、これらを電気的に接続するように形成されている。言い換えれば貫通孔２３の銅めっき膜４１は、配線パターン４２を介して発熱電子部品１６と電気的に接続されている。

なお図２１においては貫通孔２３のうち、脆性電子部品５の真下すなわち脆性電子部品５との重畳領域２１Ａ（図３参照）に接続されるように配線パターン４２が形成されている。しかしこれに限らず、配線パターン４２は発熱電子部品１６と、貫通孔２３のうち脆性電子部品５と重ならない非重畳領域２１Ｂ（図３参照）とを接続するように形成されてもよい。

なお、これ以外の比較例の構成は、実施の形態３の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

次に、図２２を用いて本実施の形態の作用効果を説明する。本実施の形態においては、実施の形態３と同様の作用効果のほかに、以下の作用効果を奏することができる。

図２２を参照して、本実施の形態の電子制御装置３００はその駆動時に、発熱量の大きい発熱電子部品１６が大量に発熱する。このとき、熱は温度の高い方から温度の低い方に向けて移動するため、発熱電子部品１６の発熱Ｈは配線パターン４２を伝って、配線パターン４２が接続される銅めっき膜４１に達し、その銅めっき膜４１が形成された貫通孔２３から放熱される。

配線パターン４２は銅などの、空気および樹脂材料よりも熱伝導率の高い金属材料により形成されている。このため発熱電子部品１６に配線パターン４２が接続されれば、発熱電子部品１６の発熱Ｈは速やかに配線パターン４２を伝って銅めっき膜４１から放熱される。

このため、発熱量の大きい発熱電子部品１６からの発熱Ｈを効率的に放熱することができ、電子制御装置３００をより安定に動作させることができる。したがって電子制御装置３００の信頼性を高めることができる。

また、発熱電子部品１６の熱を放熱するために別途放熱部材などを設置する必要がなくなるため、電子制御装置３００を小型化することができ、かつ電子制御装置３００の製造コストを削減することができる。

なおここでは発熱電子部品１６の発熱Ｈが伝えられる貫通孔２３の内部は封止樹脂で充填されているが、貫通孔２３の内部へと熱が迅速に伝わることにより、少なくとも電子回路基板１の内部に発熱Ｈがこもる（断熱される）可能性が低減される。このため貫通孔２３に熱Ｈが伝えられることによる放熱の効果を十分に発揮することができる。

（実施の形態５）
上記の各実施の形態においては、平面視において電極パッド１１の周囲を３方向から囲むように貫通孔２１，２３が形成されている。しかし上記のように、トランスファーモールド工程時における電子回路基板１の上側の一方向からの圧力が加わった際に電子回路基板１がたわむことにより脆性電子部品５の破損を抑制するためには、少なくとも電極パッド１１の周囲を２方向から囲むように形成されていればよい。また貫通孔はその平面視における形状が必ずしも長尺形状でなくてもよい。

たとえば図２３を参照して、本実施の形態の第１例においては、電極パッド１１の周囲に形成される貫通孔２４は、図２３の左右方向に延びる領域が電極パッド１１の上方の領域のみに形成されており、その下方の領域には形成されていない。ただし１対の電極パッド１１に挟まれた領域には、他の実施の形態と同様に図の上下方向に延びるように貫通孔２４が形成されている。このため図２３の左側の電極パッド１１は、その上側および右側の２方向のみを貫通孔２４に囲まれた態様となっている。また図２３の右側の電極パッド１１は、その上側および左側の２方向のみを貫通孔２４に囲まれた態様となっている。このため図２３の貫通孔２４は、平面視においてあたかも「Ｔ」の文字のような形状を有している。

図２４を参照して、本実施の形態の第２例においては、電極パッド１１の周囲に形成される貫通孔２５は、１対の電極パッド１１に挟まれた領域において、他の実施の形態と同様に図の上下方向に延びるように形成されている。また貫通孔２５は、図２３の左右方向に延びる領域が、電極パッド１１の上方の領域のうち上記の上下方向に延びる成分の左側と、電極パッド１１の下方の領域のうち上記の上下方向に延びる成分の右側とのみに形成されている。このため図２４の左側の電極パッド１１は、その上側および右側の２方向のみを貫通孔２４に囲まれた態様となっている。また図２３の右側の電極パッド１１は、その下側および左側の２方向のみを貫通孔２４に囲まれた態様となっている。このため図２３の貫通孔２４は、平面視においてあたかも「Ｌ」の文字が２つ部分的に重なり合ったような形状を有している。

図２５を参照して、本実施の形態の第３例においては、電極パッド１１の周囲に形成される貫通孔２６は、平面視においてあたかも「Ｃ」の文字のように湾曲した形状を有しており、これが２つ、１対の電極パッド１１に挟まれた領域において接触しあい背中合わせになるように形成されている。この例においては貫通孔２６は、たとえば実施の形態１のように電極パッド１１の周囲の３方向を囲むように形成された態様と同等となっているが、その平面視における形状が他の実施の形態のような長尺形状ではなく、湾曲形状となっている。

図２６を参照して、本実施の形態の第４例においては、電極パッド１１の周囲に形成される貫通孔２７は、他の実施の形態と同様に電極パッド１１の周囲の３方向を囲み、さらに他の１方向についても、部分的に囲むように形成されている。

なお図２３〜図２６の貫通孔２４〜２７のいずれについても、他の実施の形態と同様に、その内周表面に銅めっき膜４１（図１８参照）が形成されてもよいし、その平面視における端部および中央部の少なくともいずれかに円孔２２（図１６，１７参照）が形成されてもよい。

図２３〜図２６のいずれの態様を有する場合においても、上方からの圧力が加わった際に電子回路基板１がたわむように変形することを助ける効果を有している。このため少なくとも比較例の貫通孔２０（図１０，１１参照）を有する場合に比べて、脆性電子部品５の破損を抑制する効果が高められる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電子回路基板、５ 脆性電子部品、９ 封止樹脂、１１ 電極パッド、１３ はんだ、１５ 通常の電子部品、１６ 発熱電子部品、２１，２３，２４，２５ 貫通孔、２１Ａ 重畳領域、２１Ｂ 非重畳領域、２２ 円孔、３１ トランスファーモールド金型、３１ａ 空間領域、３３ プランジャ、３５ 封止材タブレット、４１ 銅めっき膜、４２ 配線パターン、１００，２００，３００，９００ 電子制御装置。

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板の主表面上に搭載された電子部品と、
   前記基板および前記電子部品を封止するための、トランスファーモールド法により供給された封止樹脂とを備え、
   前記基板には前記電子部品の少なくとも一部と重なるように、前記主表面に交差する方向に延びるように前記基板を貫通する貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔は前記電子部品と電気的な接続を行なうために前記主表面に形成された電極パッドの周囲を少なくとも２方向から囲むように形成されている、電子制御装置。
2. 前記貫通孔は、前記電極パッドの周囲を３方向から囲むように形成されている、請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記貫通孔の一部は、前記電子部品と平面視において重なる領域以外の領域に形成されている、請求項１または２に記載の電子制御装置。
4. 前記電極パッドは前記主表面上に一方向に延びる軸に沿って複数並ぶように配置され、
   前記貫通孔は、平面視において前記軸に対して対称となるように形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
5. 前記貫通孔の内周表面には銅めっき膜が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
6. 前記主表面上に搭載された、前記電子部品とは異なる他の電子部品と、
   前記他の電子部品と前記貫通孔の前記銅めっき膜とを電気的に接続する配線パターンとをさらに備える、請求項５に記載の電子制御装置。
7. 前記貫通孔の平面視における端部および中央部の少なくともいずれかに、前記主表面に交差する方向に前記基板を貫通し、平面視において円形を有する円孔が形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子制御装置。
8. 基板に貫通孔を形成する工程と、
   前記基板の主表面上に、電子部品と電気的な接続を行なうための電極パッドを形成する工程と、
   前記主表面上に前記電子部品を搭載する工程と、
   前記電子部品が搭載された前記基板をトランスファーモールド法により樹脂封止する工程とを備え、
   前記電極パッドを形成する工程においては、前記電極パッドは、前記貫通孔により周囲を少なくとも２方向から囲まれるように形成され、
   前記電子部品を搭載する工程においては、前記電子部品は、前記貫通孔の少なくとも一部と重なるように搭載される、電子制御装置の製造方法。
9. 前記電子部品を搭載する工程においては、前記貫通孔を通して熱風を供給することにより前記電子部品が前記基板に接着される、請求項８に記載の電子制御装置の製造方法。

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