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JP2006140273A - Electronic control unit and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2006140273A
JP2006140273A JP2004327743A JP2004327743A JP2006140273A JP 2006140273 A JP2006140273 A JP 2006140273A JP 2004327743 A JP2004327743 A JP 2004327743A JP 2004327743 A JP2004327743 A JP 2004327743A JP 2006140273 A JP2006140273 A JP 2006140273A
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electronic control
wiring board
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JP2004327743A
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Japanese (ja)
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Masahito Kirigatani
雅人 桐ケ谷
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic control unit for multi-point connection with less space. <P>SOLUTION: An electronic component is mounted on a circuit board 10, and a bump 21 is jointed to a land 20. On a flexible printed wiring board 30, a wiring copper foil 33 is so patterned in a resin film 31 as to extend from the circuit board 10 in the contacting/parting direction, and the bump 21 is jointed to a land 36. An electric connection is sealed up with a mold resin 2 between the flexible printed wiring board 30 and the circuit board 10 by way of the electronic components, circuit board 10, and bump 21. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は電子制御装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an electronic control device and a manufacturing method thereof.

電子制御装置は回路基板に電子部品を搭載して構成している。防水性／耐油性を確保する構造としてモールド樹脂パッケージ構造を採用した場合、樹脂モールドでは、樹脂の硬化収縮時に回路基板とベース部材が反ること、または、冷熱ストレスが作用した時に樹脂の剥離が生じることが懸念される。そこで、特許文献１においては、回路基板を搭載する金属プレートを曲げることにより、放熱性、防水性に優れ、熱応力による封止樹脂の剥離やクラックを防止している。
特開２００２−２６１１９８号公報 The electronic control device is configured by mounting electronic components on a circuit board. When a mold resin package structure is adopted as a structure to ensure waterproofness / oil resistance, in the resin mold, the circuit board and the base member warp when the resin is cured and contracted, or the resin peels off when a thermal stress is applied. I am concerned that it will occur. Therefore, in Patent Document 1, the metal plate on which the circuit board is mounted is bent to provide excellent heat dissipation and waterproofness, and prevent sealing resin from peeling and cracking due to thermal stress.
JP 2002-261198 A

しかし、上記特許文献１では、外部との接続端子にリードを用い、回路基板との連結をワイヤーボンディングで行っており、リードと回路基板の接続に要するスペースを確保する必要があり、小型化の妨げとなっている。   However, in Patent Document 1, a lead is used as a connection terminal to the outside and the connection to the circuit board is performed by wire bonding, and it is necessary to secure a space required for connection between the lead and the circuit board. It is a hindrance.

近年、電子制御装置には小形化と高機能化が求められている。回路基板を小形化すると、その周辺に配置可能なボンディングランド数は減少する。一方、高機能化に伴い入出力端子は増加する傾向があるため、これらのニーズに対応することが困難となっている。   In recent years, electronic control devices are required to be downsized and highly functional. When the circuit board is miniaturized, the number of bonding lands that can be arranged around the periphery decreases. On the other hand, since the number of input / output terminals tends to increase with the increase in functionality, it is difficult to meet these needs.

本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、多点接続を省スペースで行うことができる電子制御装置を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide an electronic control device capable of performing multipoint connection in a space-saving manner.

請求項１に記載の電子制御装置は、電子部品が搭載されるとともに、表面に形成した複数のランドにバンプまたは導電性ボールを接合した回路基板と、可撓性および電気絶縁性を有する樹脂フィルム内に配線用導体が回路基板から接離する方向に延びるようにパターニングされ、当該配線用導体のランドが前記バンプまたは導電性ボールと接合されたフレキシブルプリント配線板と、電子部品、回路基板、前記バンプまたは導電性ボールを介したフレキシブルプリント配線板と回路基板との電気接続部を封止するモールド樹脂と、を備えたことを特徴としている。   The electronic control device according to claim 1, wherein an electronic component is mounted, a circuit board in which bumps or conductive balls are bonded to a plurality of lands formed on the surface, and a resin film having flexibility and electrical insulation A flexible printed wiring board in which the wiring conductor is patterned so as to extend in the direction of contact with and away from the circuit board, and the land of the wiring conductor is bonded to the bump or the conductive ball; an electronic component; a circuit board; It is characterized by comprising a mold resin for sealing an electrical connection portion between a flexible printed wiring board and a circuit board via bumps or conductive balls.

よって、フレキシブルプリント配線板を用いて回路基板からの配線の引き出しが行われ、ボンディングワイヤーにて配線の引き出しを行う場合に比べて多点接続を省スペースで行うことができる。   Therefore, the wiring is drawn from the circuit board using the flexible printed wiring board, and multipoint connection can be performed in a space-saving compared to the case where the wiring is drawn using the bonding wire.

請求項２に記載のように、請求項１に記載の電子制御装置において、回路基板としてセラミック基板を用いることにより、セラミック基板は樹脂製基板に比べて高密度配線が可能であるとともに放熱性、耐熱性に優れており、セラミック基板を使用することで装置を小形化できる。   As described in claim 2, in the electronic control device according to claim 1, by using a ceramic substrate as the circuit substrate, the ceramic substrate is capable of high-density wiring and heat dissipation compared to a resin substrate. It has excellent heat resistance and can be downsized by using a ceramic substrate.

請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の電子制御装置において、前記回路基板のランドとフレキシブルプリント配線板のランドを千鳥に配置することにより、多点接続をより省スペースで行うことができ、設計自由度が向上するとともにコストにおいて有利である。   According to a third aspect of the present invention, in the electronic control device according to the first or second aspect, by arranging the lands of the circuit board and the lands of the flexible printed wiring board in a staggered manner, the multipoint connection can be further saved in space. This is advantageous in that the design flexibility is improved and the cost is improved.

請求項４に記載ように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置において、回路基板、および、回路基板に搭載した発熱素子の少なくとも一方にヒートシンクを熱的に結合するとともに当該ヒートシンクの一部をモールド樹脂から露出させることにより、次の作用効果を奏する。回路基板に搭載した電子部品（発熱素子）からの熱がヒートシンクを通して逃がされる。これにより、放熱性を確保でき、機能向上に伴う発熱量増加（消費電力増加）に対しても信頼性が向上する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the electronic control device according to any one of the first to third aspects, the heat sink is thermally coupled to at least one of the circuit board and the heating element mounted on the circuit board. By exposing a part of the heat sink from the mold resin, the following effects can be obtained. Heat from the electronic component (heating element) mounted on the circuit board is released through the heat sink. As a result, heat dissipation can be ensured, and reliability can be improved with respect to an increase in the amount of heat generation (increased power consumption) associated with function improvement.

請求項５に記載のように、請求項４に記載の電子制御装置において、ヒートシンクは、モールド樹脂と接する部位が階段形状をなしていると、モールド樹脂とヒートシンクの接触面積が大きくなるために、冷熱ストレスが作用してもモールド樹脂とヒートシンクの接着力を確保でき、信頼性が向上する。   As described in claim 5, in the electronic control device according to claim 4, if the heat sink has a stepped shape at a portion in contact with the mold resin, the contact area between the mold resin and the heat sink increases. Even if the thermal stress acts, the adhesive force between the mold resin and the heat sink can be secured, and the reliability is improved.

請求項６に記載のように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置において、フレキシブルプリント配線板にコネクタを取り付けると、コネクタで相手方コネクタと接続を図ることができる。これにより、必要に応じて脱着可能となり、保守性が向上する。   As described in claim 6, in the electronic control device according to any one of claims 1 to 5, when the connector is attached to the flexible printed wiring board, the connector can be connected to the counterpart connector. Thereby, it becomes possible to detach and attach as needed, and maintainability improves.

請求項７に記載の電子制御装置の製造方法は、フレキシブルプリント配線板のランド上にペースト状の接合材を印刷にて塗布する第１工程と、前記ペースト状の接合材を介して、フレキシブルプリント配線板のランドと、回路基板に接合したバンプまたは導電性ボールの位置を合わせた状態で接合材をリフローして接合する第２工程と、を有することを特徴としている。よって、回路基板とフレキシブルプリント配線板との間の多点接続を短時間で行え、コストにおいて有利である。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an electronic control device, comprising: a first step of applying a paste-like bonding material on a land of a flexible printed wiring board by printing; and a flexible print via the paste-like bonding material. And a second step of reflowing and bonding the bonding material in a state where the bumps or conductive balls bonded to the circuit board are aligned with each other. Therefore, multipoint connection between the circuit board and the flexible printed wiring board can be performed in a short time, which is advantageous in cost.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態における電子制御装置の縦断面図である。図１において、本電子制御装置１は、回路基板１０に電子部品が搭載され、当該回路基板１０がフレキシブルプリント配線板３０と接続されている。本電子制御装置１は樹脂封止構造をなしている。図１でのモールド樹脂２の無い状態を図２に示す。即ち、図２にはモールド樹脂２の無い状態での電子制御装置の縦断面図を示す。また、モールド樹脂２の無い状態での電子制御装置１の平面図を図３に示す。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electronic control device according to this embodiment. In FIG. 1, in the electronic control device 1, electronic components are mounted on a circuit board 10, and the circuit board 10 is connected to a flexible printed wiring board 30. The electronic control device 1 has a resin sealing structure. The state without the mold resin 2 in FIG. 1 is shown in FIG. That is, FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of the electronic control device without the mold resin 2. Further, FIG. 3 shows a plan view of the electronic control device 1 without the mold resin 2.

図２，３に示すように、本電子制御装置１はヒートシンク４０を具備しており、電子部品（１６，１７等）がヒートシンク４０と熱的に結合されている。さらに、図４には、回路基板１０に搭載したマイコンチップ１１の配置箇所における電子制御装置の縦断面図を示す。図４に示すように、回路基板１０が熱的良導性スペーサ（板材）４５を介してヒートシンク４０と熱的に結合されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the electronic control device 1 includes a heat sink 40, and electronic components (16, 17, etc.) are thermally coupled to the heat sink 40. Further, FIG. 4 shows a vertical cross-sectional view of the electronic control device at the location of the microcomputer chip 11 mounted on the circuit board 10. As shown in FIG. 4, the circuit board 10 is thermally coupled to the heat sink 40 via a thermally conductive spacer (plate material) 45.

図５には回路基板１０に電子部品を搭載した状態での縦断面図を示す。図６にはその平面図に示す。図７にはフレキシブルプリント配線板３０の縦断面図を示す。また、図８にはフレキシブルプリント配線板３０の平面図を示す。さらに、ヒートシンク４０を図９に示す。   FIG. 5 shows a longitudinal sectional view of the circuit board 10 with electronic components mounted thereon. FIG. 6 is a plan view thereof. FIG. 7 shows a longitudinal sectional view of the flexible printed wiring board 30. FIG. 8 shows a plan view of the flexible printed wiring board 30. Furthermore, the heat sink 40 is shown in FIG.

部品実装構成、即ち、電子部品を搭載した状態での回路基板１０について説明する。
図５，６に示すように、回路基板１０としてセラミック多層基板を用いている。回路基板１０の上面（基板表面）にはマイコンチップ（ＩＣチップ）１１、電子部品１２，１３等が搭載されている。マイコンチップ（ＩＣチップ）１１は回路基板１０の上面にフェイスアップで実装され、ボンディングワイヤー１４にて回路基板１０と電気的に接続されている。電子部品１２，１３は半田１５にて回路基板１０に接合されている。なお、回路基板１０として多層のセラミック基板ではなく単層のセラミック基板を用いてもよい。 The component mounting configuration, that is, the circuit board 10 with electronic components mounted thereon will be described.
As shown in FIGS. 5 and 6, a ceramic multilayer substrate is used as the circuit substrate 10. A microcomputer chip (IC chip) 11, electronic components 12, and 13 are mounted on the upper surface (substrate surface) of the circuit board 10. The microcomputer chip (IC chip) 11 is mounted face-up on the upper surface of the circuit board 10 and is electrically connected to the circuit board 10 by bonding wires 14. The electronic components 12 and 13 are joined to the circuit board 10 with solder 15. The circuit board 10 may be a single-layer ceramic substrate instead of a multilayer ceramic substrate.

一方、回路基板１０の下面（基板裏面）にはパワー素子１６，１７、電源用素子１８等が搭載されている。パワー素子１６，１７はベアチップ１６ａ，１７ａの表面にバンプ１６ｂ，１７ｂが設けられており、バンプ１６ｂ，１７ｂが回路基板１０に接合されている。バンプ１６ｂ，１７ｂは、半田バンプもしくは金（Ａｕ）バンプであり、コスト的には金（Ａｕ）バンプを用いるのが好ましい。パワー素子１６，１７のベアチップ１６ａ，１７ａと回路基板１０との間にはアンダーフィル材１９が充填されている。アンダーフィル材１９は、パワー素子（フリップチップ実装部品）１６，１７の接続信頼性を確保するためのものである。パワー素子１６，１７は、バンプ形成面とは反対の面（背面）が放熱面となっている。電源用素子１８もパワー素子１６，１７と同様に表面実装されている。   On the other hand, power elements 16 and 17, a power supply element 18, and the like are mounted on the lower surface (substrate rear surface) of the circuit board 10. The power elements 16 and 17 are provided with bumps 16 b and 17 b on the surfaces of the bare chips 16 a and 17 a, and the bumps 16 b and 17 b are bonded to the circuit board 10. The bumps 16b and 17b are solder bumps or gold (Au) bumps, and gold (Au) bumps are preferably used in terms of cost. An underfill material 19 is filled between the bare chips 16 a and 17 a of the power elements 16 and 17 and the circuit board 10. The underfill material 19 is for ensuring connection reliability of the power elements (flip chip mounting parts) 16 and 17. The power elements 16 and 17 have a heat radiating surface opposite to the bump forming surface (back surface). The power supply element 18 is also surface mounted in the same manner as the power elements 16 and 17.

基板表面のマイコンチップ１１と基板裏面のパワー素子１６，１７および電源用素子１８は発熱する部品（発熱素子）である。これらの発熱素子のうち、パワー素子１６，１７および電源用素子１８は消費電力が大きく、発熱量が大きい。   The microcomputer chip 11 on the front surface of the substrate, the power elements 16 and 17 on the back surface of the substrate, and the power supply element 18 are components that generate heat (heating elements). Among these heating elements, the power elements 16 and 17 and the power supply element 18 have large power consumption and a large amount of heat generation.

また、四角板状の回路基板１０の下面（裏面）における対向する辺の部分には多数の外部接続用ランド２０が形成されている。基板周辺に配置される外部接続用ランド２０に関して、ランド２０は二列に配置され、かつ千鳥配置されている。つまり、最も外周側の第１列目と、それよりも内方の第２列目に、ランド２０が等間隔に配置されるが、その際に第１列目の隣り合うランド２０間の中央に第２列目のランド２０が位置するように配置されている。このランド２０はフレキシブルプリント配線板３０と電気的に接続するためのものであり、各ランド２０には図５に示すようにバンプ２１がそれぞれ接合されている。   In addition, a large number of external connection lands 20 are formed on opposing sides of the lower surface (back surface) of the square-plate circuit board 10. Regarding the external connection lands 20 arranged around the substrate, the lands 20 are arranged in two rows and arranged in a staggered manner. That is, the lands 20 are arranged at equal intervals in the first row on the outermost periphery side and in the second row on the innermost side, but at that time, the center between adjacent lands 20 in the first row is arranged. Are arranged so that the lands 20 in the second row are located in the middle. The lands 20 are for electrical connection with the flexible printed wiring board 30, and bumps 21 are joined to the lands 20 as shown in FIG.

フレキシブルプリント配線板３０について説明する。
図８に示すように、フレキシブルプリント配線板３０は帯状をなし、長手方向の中央部が回路基板１０の配置箇所である。図７に示すように、フレキシブルプリント配線板３０は、樹脂フィルム３１内に導体としての銅箔３２をパターニングしたものである。樹脂フィルム３１は可撓性および電気絶縁性を有する。樹脂フィルム３１の材料として例えばポリエステル、ポリイミドを挙げることができる。銅箔３２は、複数の配線用銅箔（導体パターン）３３と放熱用銅箔３４よりなる。帯状をなす樹脂フィルム３１内において長手方向の中央部に放熱用銅箔３４が形成されている。放熱用銅箔３４は図８に示すように四角形状をなしている。樹脂フィルム３１における放熱用銅箔３４の配置部には当該放熱用銅箔３４よりも小さな四角形状の開口部３５が形成され、この開口部３５により放熱用銅箔３４の上下両面が露出している。 The flexible printed wiring board 30 will be described.
As shown in FIG. 8, the flexible printed wiring board 30 has a band shape, and the central portion in the longitudinal direction is an arrangement place of the circuit board 10. As shown in FIG. 7, the flexible printed wiring board 30 is obtained by patterning a copper foil 32 as a conductor in a resin film 31. The resin film 31 has flexibility and electrical insulation. Examples of the material of the resin film 31 include polyester and polyimide. The copper foil 32 includes a plurality of wiring copper foils (conductor patterns) 33 and a heat dissipation copper foil 34. A heat-dissipating copper foil 34 is formed at the center in the longitudinal direction in the belt-shaped resin film 31. The heat-dissipating copper foil 34 has a quadrangular shape as shown in FIG. A rectangular opening 35 smaller than the heat-dissipating copper foil 34 is formed in the arrangement portion of the heat-dissipating copper foil 34 in the resin film 31, and the upper and lower surfaces of the heat-dissipating copper foil 34 are exposed by the opening 35. Yes.

各配線用銅箔（導体パターン）３３は帯状をなす樹脂フィルム３１内において放熱用銅箔３４の左右両側に、放熱用銅箔３４と離間して放熱用銅箔３４から接離する方向に平行に延設されている。図８に示すように、配線用銅箔３３の太さは信号ラインにおいて細く、電力ラインにおいては太くなっている。各配線用銅箔３３における放熱用銅箔３４側の端部には円形のランド３６が形成されており、このランド３６の上面は樹脂フィルム３１に形成した窓３７（図７参照）により露出している。ランド３６の位置は回路基板１０のランド２０（バンプ２１）の設置位置と対応している。つまり、フレキシブルプリント配線板３０には、回路基板１０のランド２０（バンプ２１）の位置に対応する箇所にランド３６が露出する状態で形成されている。   The copper foils (conductor patterns) 33 for wiring are parallel to the left and right sides of the heat radiating copper foil 34 in the belt-shaped resin film 31 and away from the heat radiating copper foil 34 and in contact with and away from the heat radiating copper foil 34. It is extended to. As shown in FIG. 8, the wiring copper foil 33 is thin in the signal line and thick in the power line. A circular land 36 is formed at the end of each wiring copper foil 33 on the heat radiating copper foil 34 side, and the upper surface of the land 36 is exposed by a window 37 (see FIG. 7) formed in the resin film 31. ing. The position of the land 36 corresponds to the installation position of the land 20 (bump 21) of the circuit board 10. That is, the flexible printed wiring board 30 is formed with the lands 36 exposed at locations corresponding to the positions of the lands 20 (bumps 21) of the circuit board 10.

帯状のフレキシブルプリント配線板３０における両端部（図７，８の左右の両端部）にはコネクタ５０がそれぞれ設けられている。図１０，１１を用いてコネクタ５０の構造を説明する。   Connectors 50 are provided at both ends of the strip-shaped flexible printed wiring board 30 (both left and right ends in FIGS. 7 and 8). The structure of the connector 50 will be described with reference to FIGS.

図１０に示すように、コネクタ５０はコネクタハウジング５１とメス型端子５２を具備している。コネクタハウジング５１は図８に示すように長方形の箱型をなし、図１０に示すように上面が開口している。図１０において、コネクタハウジング５１を貫通するようにメス型端子５２が一体的に形成され、メス型端子５２の一端がコネクタハウジング５１の内部に位置している。また、メス型端子５２の他端がコネクタハウジング５１の外部において延びており、この先端部とフレキシブルプリント配線板３０の配線用銅箔３３の先端部とが半田５３にて接合されている。そして、相手方コネクタ５５のハウジング５６をコネクタハウジング５１に嵌入することにより、図１１に示すように相手方コネクタ５５のピン（オス型端子）５７がメス型端子５２と係合する。これによって、ピン５７とフレキシブルプリント配線板３０の配線用銅箔３３とを接続することができる。相手方コネクタ５５はフレキシブルプリント配線板５８に取り付けられ、コネクタピン５７とフレキシブルプリント配線板５８の配線５９とは電気的に接続されている。   As shown in FIG. 10, the connector 50 includes a connector housing 51 and female terminals 52. The connector housing 51 has a rectangular box shape as shown in FIG. 8, and an upper surface is opened as shown in FIG. In FIG. 10, a female terminal 52 is integrally formed so as to penetrate the connector housing 51, and one end of the female terminal 52 is located inside the connector housing 51. Further, the other end of the female terminal 52 extends outside the connector housing 51, and the tip end portion and the tip end portion of the wiring copper foil 33 of the flexible printed wiring board 30 are joined by the solder 53. Then, by inserting the housing 56 of the mating connector 55 into the connector housing 51, the pin (male terminal) 57 of the mating connector 55 is engaged with the female terminal 52 as shown in FIG. 11. Thereby, the pin 57 and the copper foil 33 for wiring of the flexible printed wiring board 30 can be connected. The mating connector 55 is attached to the flexible printed wiring board 58, and the connector pin 57 and the wiring 59 of the flexible printed wiring board 58 are electrically connected.

図９に示すように、ヒートシンク４０は四角板状をなし、上面の外周部は階段状に形成されている。つまり、外周部は階段部４１となっている。ヒートシンク４０は鉄製である。また、ヒートシンク４０はその厚さｔ１が０．５〜３ｍｍである。   As shown in FIG. 9, the heat sink 40 has a square plate shape, and the outer peripheral portion of the upper surface is formed in a staircase shape. That is, the outer peripheral portion is a staircase portion 41. The heat sink 40 is made of iron. The heat sink 40 has a thickness t1 of 0.5 to 3 mm.

図２に示すように、フレキシブルプリント配線板３０の上に回路基板１０が配置され、フレキシブルプリント配線板３０の配線用銅箔３３の一端のランド３６とバンプ２１（ランド２０）とが半田６０により接合されている。つまり、回路基板１０に対しフレキシブルプリント配線板３０の各配線用銅箔（導体パターン）３３を用いてフレキシブルプリント配線板３０を外部接続用リードとする多点接続がなされている。よって、ボンディングワイヤーを不要にでき、その結果、接続に要するスペースを小さくでき、製品サイズを正味の回路機能サイズとほぼ同じにすることができる。   As shown in FIG. 2, the circuit board 10 is disposed on the flexible printed wiring board 30, and the land 36 and the bump 21 (land 20) at one end of the wiring copper foil 33 of the flexible printed wiring board 30 are soldered 60. It is joined. That is, a multipoint connection is made to the circuit board 10 by using the wiring copper foil (conductor pattern) 33 of the flexible printed wiring board 30 as the lead for external connection. Therefore, the bonding wire can be eliminated, and as a result, the space required for connection can be reduced, and the product size can be made substantially the same as the net circuit function size.

また、フレキシブルプリント配線板３０の放熱用銅箔３４の上面は、回路基板１０に実装したパワー素子１６，１７の背面（放熱面）と半田６１により接合されている。図３の電源用素子１８もパワー素子１６，１７と同様に背面が放熱用銅箔３４と半田接合されている。   Further, the upper surface of the heat dissipation copper foil 34 of the flexible printed wiring board 30 is joined to the back surfaces (heat dissipation surfaces) of the power elements 16 and 17 mounted on the circuit board 10 by solder 61. The power supply element 18 of FIG. 3 is soldered to the heat-dissipating copper foil 34 on the back surface in the same manner as the power elements 16 and 17.

また、回路基板１０の下面（基板裏面）においてパワー素子１６，１７と電源用素子１８の無い領域においては、図４に示すように、フレキシブルプリント配線板３０の放熱用銅箔３４の上面と回路基板１０の下面との間おいて熱的良導性スペーサ（板材）４５が配置され、半田４６，４７により接合されている。スペーサ４５として金属板を挙げることができる。   Further, in a region where the power elements 16 and 17 and the power supply element 18 are not present on the lower surface (substrate rear surface) of the circuit board 10, as shown in FIG. 4, the upper surface of the heat dissipation copper foil 34 and the circuit of the flexible printed wiring board 30 are provided. Thermally conductive spacers (plate members) 45 are disposed between the lower surface of the substrate 10 and joined by solders 46 and 47. An example of the spacer 45 is a metal plate.

さらに、図２，４に示すように、フレキシブルプリント配線板３０の下にはヒートシンク４０が配置され、フレキシブルプリント配線板３０の放熱用銅箔３４の下面とヒートシンク４０の上面とが半田６２により接合されている。これにより、回路基板１０および電子部品（１６，１７，１８）がヒートシンク４０と熱的に結合されている。そして、図４のマイコンチップ１１の熱が回路基板１０とヒートシンク４０を通して逃がされる。また、図２のパワー素子１６，１７および電源用素子１８の熱がヒートシンク４０を通して逃がされる。特に、図２においてパワー素子１６，１７は回路基板１０にフェイスダウンで実装されており、ヒートシンク４０へ効果的に放熱する上で好ましい構造となっている。   Further, as shown in FIGS. 2 and 4, a heat sink 40 is disposed under the flexible printed wiring board 30, and the lower surface of the heat dissipation copper foil 34 of the flexible printed wiring board 30 and the upper surface of the heat sink 40 are joined by solder 62. Has been. Thus, the circuit board 10 and the electronic components (16, 17, 18) are thermally coupled to the heat sink 40. The heat of the microcomputer chip 11 in FIG. 4 is released through the circuit board 10 and the heat sink 40. Further, the heat of the power elements 16 and 17 and the power supply element 18 of FIG. In particular, in FIG. 2, the power elements 16 and 17 are mounted face-down on the circuit board 10 and have a preferable structure for effectively radiating heat to the heat sink 40.

このようにして、図３に示すように、回路基板１０の両面においてマイコンチップ１１とパワー素子１６，１７および電源用素子１８が重ならないように配置されている。これは、放熱性を確保するためである。つまり、マイコンチップ１１の配置に関してパワー素子１６，１７および電源用素子１８から離れた箇所に配置するのが好ましく、パワー素子１６，１７や電源用素子１８と対向する位置ではパワー素子１６，１７や電源用素子１８の発熱によってマイコンチップ１１の放熱が阻害されるためである。換言すると、マイコンチップ１１をパワー素子１６，１７や電源用素子１８と同様に基板裏面に実装しても構わない（基板裏面にマイコンチップ１１を搭載し、マイコンチップ１１の熱を、回路基板１０と、基板裏面に配した熱的良導性スペーサと、ヒートシンク４０を通して逃がすようにしてもよい）。   In this way, as shown in FIG. 3, the microcomputer chip 11, the power elements 16 and 17, and the power supply element 18 are arranged so as not to overlap on both surfaces of the circuit board 10. This is to ensure heat dissipation. That is, it is preferable that the microcomputer chip 11 is disposed at a location away from the power elements 16 and 17 and the power supply element 18 at a position facing the power elements 16 and 17 and the power supply element 18. This is because the heat generation of the power supply element 18 inhibits the heat dissipation of the microcomputer chip 11. In other words, the microcomputer chip 11 may be mounted on the back surface of the substrate in the same manner as the power elements 16 and 17 and the power supply element 18 (the microcomputer chip 11 is mounted on the back surface of the substrate, and the heat of the microcomputer chip 11 is transferred to the circuit board 10). And may be made to escape through a thermally conductive spacer disposed on the back surface of the substrate and the heat sink 40).

さらには、この構造体が図１に示すように樹脂２にてモールドされている。詳しくは、モールド樹脂２によって、回路基板１０、回路基板１０に搭載した電子部品、バンプ２１を介したフレキシブルプリント配線板３０と回路基板１０との電気接続部、ヒートシンク４０の下面を除く箇所が封止されている。当然、フレキシブルプリント配線板３０におけるコネクタ５０の設置箇所は露出している。   Furthermore, this structure is molded with resin 2 as shown in FIG. Specifically, the mold resin 2 seals the circuit board 10, the electronic components mounted on the circuit board 10, the electrical connection portion between the flexible printed wiring board 30 and the circuit board 10 via the bumps 21, and the portion excluding the lower surface of the heat sink 40. It has been stopped. Naturally, the installation location of the connector 50 in the flexible printed wiring board 30 is exposed.

ここで、図１において回路基板１０とフレキシブルプリント配線板３０の間のギャップＧを管理することが重要である。なぜなら、モールド樹脂２が回路基板１０とフレキシブルプリント配線板３０の間に充分に進入する必要があるからである。このギャップＧは、パワー素子１６，１７や電源用素子１８の厚さに応じて調整する必要があるが、適寸は０．３〜１．５ｍｍであり、バンプ２１の高さ（後記する図１８の場合はボール径）で調節する。   Here, it is important to manage the gap G between the circuit board 10 and the flexible printed wiring board 30 in FIG. This is because the mold resin 2 needs to sufficiently enter between the circuit board 10 and the flexible printed wiring board 30. The gap G needs to be adjusted according to the thicknesses of the power elements 16 and 17 and the power supply element 18, but the appropriate size is 0.3 to 1.5 mm, and the height of the bumps 21 (see below). In the case of 18, the ball diameter is adjusted.

また、ヒートシンク４０の外周部が階段形状スロープとなっており、これにより、モールド樹脂２とヒートシンク４０の密着性を確保することができる。さらに、ヒートシンク４０の形状として、外側（図１では下側）に向かって大きくなる形状は放熱性においても有利である。また、モールド樹脂２と回路基板１０との剥離を発生させないために、モールド樹脂２の中心と回路基板１０の中心を一致させている。詳しくは、平面構造において中心を一致させるとともに、厚み方向において中心を一致させている。   Moreover, the outer peripheral part of the heat sink 40 becomes a staircase-shaped slope, Thereby, the adhesiveness of the mold resin 2 and the heat sink 40 is securable. Furthermore, as the shape of the heat sink 40, a shape that increases toward the outside (lower side in FIG. 1) is advantageous in terms of heat dissipation. Further, the center of the mold resin 2 and the center of the circuit board 10 are made to coincide with each other so that the mold resin 2 and the circuit board 10 are not peeled off. Specifically, the center is matched in the planar structure, and the center is matched in the thickness direction.

次に、電子制御装置１の製造工程を説明する。
まず、図１２に示すように、回路基板１０の一方の面に、ベアチップ１６ａ，１７ａに金（Ａｕ）スタッドバンプ１６ｂ，１７ｂを設けたパワー素子１６，１７を実装する。詳しくは、回路基板１０を図示していない加熱ステージ上に設置して所定の温度に加熱し、パワー素子１６，１７を、図示していない超音波ヘッドを用いて所定の荷重と振動で回路基板１０に圧接して回路基板１０に接続する。 Next, the manufacturing process of the electronic control device 1 will be described.
First, as shown in FIG. 12, power elements 16 and 17 in which gold (Au) stud bumps 16 b and 17 b are provided on bare chips 16 a and 17 a are mounted on one surface of the circuit board 10. Specifically, the circuit board 10 is placed on a heating stage (not shown) and heated to a predetermined temperature, and the power elements 16 and 17 are circuit boards with a predetermined load and vibration using an ultrasonic head (not shown). 10 and is connected to the circuit board 10.

引き続き、接続信頼性確保のためのアンダーフィル材１９を、回路基板（セラミック多層基板）１０とベアチップ１６ａ，１７ａの間のわずかな隙間に注入し、硬化させる。
さらに、回路基板（セラミック多層基板）１０のランド２０上にバンプ２１を形成する。また、図４の熱的良導性スペーサ（板材）４５を半田付けする。 Subsequently, an underfill material 19 for ensuring connection reliability is injected into a slight gap between the circuit board (ceramic multilayer board) 10 and the bare chips 16a and 17a and cured.
Further, bumps 21 are formed on the lands 20 of the circuit board (ceramic multilayer board) 10. Also, the thermally conductive spacer (plate material) 45 of FIG. 4 is soldered.

その後、図５に示すように、回路基板１０の他方の面に半田ペーストを印刷し、電子部品（一般部品）１２，１３をマウントし、リフローして実装する。次に、接着剤を回路基板１０の所定の位置に所定量をディスペンスし、マイコンチップ１１をマウントし、接着剤を硬化させる。そして、マイコンチップ１１の電極と回路基板１０のランドとを金（Ａｕ）ボンディングワイヤー１４で接続する。   Thereafter, as shown in FIG. 5, a solder paste is printed on the other surface of the circuit board 10, the electronic components (general components) 12 and 13 are mounted, reflowed and mounted. Next, a predetermined amount of adhesive is dispensed at a predetermined position on the circuit board 10, the microcomputer chip 11 is mounted, and the adhesive is cured. Then, the electrode of the microcomputer chip 11 and the land of the circuit board 10 are connected by a gold (Au) bonding wire 14.

引き続き、図１３に示すように、ヒートシンク４０上に半田ペースト７０をディスペンスする。一方、フレキシブルプリント配線板３０における配線用銅箔３３でのランド３６上に半田ペースト（ペースト状の接合材）７１を印刷にて塗布する。同時に、フレキシブルプリント配線板３０における放熱用銅箔３４でのパワー素子１６，１７および電源用素子１８の配置予定箇所に半田ペースト（ペースト状の接合材）７２を印刷にて塗布する。さらに同時に、熱的良導性スペーサ（板材）４５の配置予定箇所に半田ペースト（ペースト状の接合材）７３を印刷にて塗布する。そして、フレキシブルプリント配線板３０をヒートシンク４０の上に位置合わせする。詳しくは、半田ペースト７０を介してヒートシンク４０の上に放熱用銅箔３４を位置させる。次に、電子部品を実装した回路基板１０を、フレキシブルプリント配線板３０上に位置合わせする。詳しくは、半田ペースト７１を介してランド３６上にバンプ２１を位置させるとともに半田ペースト７２を介して放熱用銅箔３４上にパワー素子１６，１７（および電源用素子１８）を位置させる。同時に半田ペースト７３を介して放熱用銅箔３４上に熱的良導性スペーサ４５を位置させる。この状態で加熱して半田を溶融させ半田付けする。即ち、半田（７０，７１，７２，７３）をリフロー（半田リフロー）して接合する。これにより図２，４に示すようになる。   Subsequently, as shown in FIG. 13, the solder paste 70 is dispensed on the heat sink 40. On the other hand, a solder paste (a paste-like bonding material) 71 is applied by printing on the land 36 of the wiring copper foil 33 in the flexible printed wiring board 30. At the same time, a solder paste (a paste-like bonding material) 72 is applied by printing to the planned locations of the power elements 16 and 17 and the power supply element 18 on the heat-dissipating copper foil 34 in the flexible printed wiring board 30. At the same time, a solder paste (paste-like bonding material) 73 is applied by printing to a place where the thermally conductive spacer (plate material) 45 is to be arranged. Then, the flexible printed wiring board 30 is aligned on the heat sink 40. Specifically, the heat-dissipating copper foil 34 is positioned on the heat sink 40 via the solder paste 70. Next, the circuit board 10 on which the electronic component is mounted is aligned on the flexible printed wiring board 30. Specifically, the bumps 21 are positioned on the lands 36 via the solder paste 71, and the power elements 16 and 17 (and the power supply element 18) are positioned on the heat dissipation copper foil 34 via the solder paste 72. At the same time, the thermally conductive spacer 45 is positioned on the heat dissipation copper foil 34 via the solder paste 73. In this state, heating is performed to melt and solder the solder. That is, solder (70, 71, 72, 73) is reflowed (solder reflow) and joined. As a result, it becomes as shown in FIGS.

このようにして、一般に良く知られている「はんだ印刷＋リフロー」によって接続を一括して行うことができ、一本一本ワイヤーで接続していく必要がなく、多点接続が短時間で実現する。   In this way, it is possible to connect all at once by the well-known “solder printing + reflow”, and it is not necessary to connect with one wire at a time, and multipoint connection is realized in a short time. To do.

最後に、図１に示すように、回路部（回路基板１０、回路基板１０に搭載した電子部品、バンプ２１を介したフレキシブルプリント配線板３０と回路基板１０との電気接続部、ヒートシンク４０の下面を除く箇所）をモールド樹脂２で封止する。   Finally, as shown in FIG. 1, the circuit part (the circuit board 10, the electronic components mounted on the circuit board 10, the electrical connection part between the flexible printed wiring board 30 and the circuit board 10 via the bumps 21, the lower surface of the heat sink 40 The portion except for () is sealed with the mold resin 2.

なお、接合材として半田の他にも導電性接着剤を用いてもよい。この場合には、半田ペーストの代わりにペースト状の導電性接着剤を塗布することになる。
このような構造の電子制御装置１は、車載用電子制御装置として用いられる。具体的には、自動車に搭載される自動変速機の内部（オイルパン内）に配置され、自動変速機の変速制御を行う電子制御装置として用いられる。この場合においては、耐油性および放熱性を有している。あるいは、自動車のエンジンルーム内に配置され、エンジン制御を行う電子制御装置として用いられる。この場合においては、防水性および放熱性を有している。 In addition to the solder, a conductive adhesive may be used as the bonding material. In this case, a paste-like conductive adhesive is applied instead of the solder paste.
The electronic control device 1 having such a structure is used as an on-vehicle electronic control device. Specifically, it is arranged inside an automatic transmission (in an oil pan) mounted on an automobile, and is used as an electronic control device that performs shift control of the automatic transmission. In this case, it has oil resistance and heat dissipation. Or it is arrange | positioned in the engine room of a motor vehicle, and is used as an electronic control apparatus which performs engine control. In this case, it has waterproofness and heat dissipation.

次に、図１４に示すように、自動変速制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）１を自動変速機（ＡＴ）８０に装着した場合について説明する。
図１４に示すように、自動変速機（ＡＴ）８０のオイルパン８１の内部においてＡＴ油圧コントロールバルブボディ８２が配置されている。当該バルブボディ８２には、油圧コントロール用アクチュエータ８３、油圧センサ８４、温度センサ８５、及び、シフトポジションセンサ８６が一体化されている。さらに、バルブボディ８２には自動変速制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）１が一体化して取り付けられている。 Next, as shown in FIG. 14, a case where an electronic control unit (ECU) 1 for automatic transmission control is mounted on an automatic transmission (AT) 80 will be described.
As shown in FIG. 14, an AT hydraulic control valve body 82 is disposed inside an oil pan 81 of an automatic transmission (AT) 80. The valve body 82 is integrated with a hydraulic control actuator 83, a hydraulic sensor 84, a temperature sensor 85, and a shift position sensor 86. Further, an electronic control unit (ECU) 1 for automatic transmission control is integrally attached to the valve body 82.

図１５に示すように、自動変速制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）１とセンサ８４，８５，８６とはフレキシブルプリント配線板８７にて接続されている。このフレキシブルプリント配線板８７にてセンサ信号の伝達経路を形成している。ここで、フレキシブルプリント配線板８７の端部にはコネクタ８８が設けられており、このコネクタ８８と電子制御装置（ＥＣＵ）１のコネクタ５０とが連結されている。   As shown in FIG. 15, the electronic control unit (ECU) 1 for automatic transmission control and the sensors 84, 85, 86 are connected by a flexible printed wiring board 87. The flexible printed wiring board 87 forms a sensor signal transmission path. Here, a connector 88 is provided at the end of the flexible printed wiring board 87, and the connector 88 is connected to the connector 50 of the electronic control unit (ECU) 1.

また、自動変速制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）１と油圧コントロール用アクチュエータ８３とはフレキシブルプリント配線板８９にて接続されている。このフレキシブルプリント配線板８９にて駆動信号の伝達経路を形成している。ここで、フレキシブルプリント配線板８９の端部にはコネクタ９０が設けられており、このコネクタ９０と電子制御装置（ＥＣＵ）１のコネクタ５０とが連結されている。   The electronic control unit (ECU) 1 for automatic shift control and the hydraulic control actuator 83 are connected by a flexible printed wiring board 89. This flexible printed wiring board 89 forms a drive signal transmission path. Here, a connector 90 is provided at an end of the flexible printed wiring board 89, and the connector 90 is connected to the connector 50 of the electronic control unit (ECU) 1.

さらに、図１６の平面図に示すように、フレキシブルプリント配線板８７にはコネクタ９１が設けられており、このコネクタ９１とエンジン制御ＥＣＵ用コネクタ９２とが連結されている。なお、エンジン制御ＥＣＵ用コネクタ９２は、自動変速機８０の側壁に備えられている。このようにして、自動変速制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）１はフレキシブルプリント配線板８７にてエンジン制御ＥＣＵと接続され、エンジン制御ＥＣＵと信号の授受を行うようになっている。   Further, as shown in the plan view of FIG. 16, the flexible printed wiring board 87 is provided with a connector 91, and the connector 91 and the engine control ECU connector 92 are connected to each other. The engine control ECU connector 92 is provided on the side wall of the automatic transmission 80. In this way, the electronic control unit (ECU) 1 for automatic transmission control is connected to the engine control ECU by the flexible printed wiring board 87, and exchanges signals with the engine control ECU.

自動変速制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）１は、各センサ８４，８５，８６からの信号とエンジン制御ＥＣＵからの信号を入力して、油圧コントロール用アクチュエータ８３を駆動して所望の変速動作を行わせる。   An electronic control unit (ECU) 1 for automatic shift control inputs a signal from each sensor 84, 85, 86 and a signal from the engine control ECU, and drives a hydraulic control actuator 83 to perform a desired shift operation. Let it be done.

図１４に示すように、オイルパン８１の内部において電子制御装置１のヒートシンク４０がバルブボディ８２に接触している。ここで、バルブボディ８２に対し自動変速制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）１がオイルパン８１側（下側）となるように自動変速機８０に搭載されている。このように搭載することで、ＡＴ制御用の電子制御装置１の保守作業が簡便になるという利点がある。なぜなら、搭載向きが反対の場合には、ＡＴ制御用の電子制御装置１の保守作業時において、バルブボディ８２を自動変速機８０から外さないとできない構造である。これに比べ、図１４に示す搭載向きの場合には、オイルパン８１を外すだけで保守作業が可能となる。   As shown in FIG. 14, the heat sink 40 of the electronic control device 1 is in contact with the valve body 82 inside the oil pan 81. Here, an automatic transmission control electronic control unit (ECU) 1 for the valve body 82 is mounted on the automatic transmission 80 so as to be on the oil pan 81 side (lower side). By mounting in this way, there is an advantage that the maintenance work of the electronic control device 1 for AT control is simplified. This is because when the mounting direction is opposite, the valve body 82 must be removed from the automatic transmission 80 during maintenance work of the electronic control unit 1 for AT control. Compared to this, in the case of the mounting orientation shown in FIG. 14, maintenance work can be performed simply by removing the oil pan 81.

また、オイルパン８１の内部には抑え用板バネ９３が設けられ、抑え用板バネ９３の付勢力Ｆ１によりＡＴ制御用の電子制御装置１がバルブボディ８２側に付勢されている。これにより、ＡＴ制御用の電子制御装置１で発生した熱をバルブボディ８２に効率的に逃がすことができる。よって、動作中に高温となる自動変速機８０の内部に電子制御装置１を搭載しても、バルブボディ８２からＡＴオイルに効率的に放熱されるために、電子制御装置１の半導体素子のジャンクション温度が１５０℃以上になることを防止できる。   Further, a restraining leaf spring 93 is provided inside the oil pan 81, and the electronic control device 1 for AT control is biased toward the valve body 82 by the biasing force F1 of the restraining leaf spring 93. Thereby, the heat generated by the electronic control device 1 for AT control can be efficiently released to the valve body 82. Therefore, even if the electronic control device 1 is mounted inside the automatic transmission 80 that is hot during operation, the heat is efficiently radiated from the valve body 82 to the AT oil. It can prevent that temperature becomes 150 degreeC or more.

以上のごとく、本実施形態は下記の特徴を有する。
電子制御装置の構造として、図１に示すように、回路基板１０の表面に形成した複数のランド２０にバンプ２１を接合するとともに、配線用導体としての配線用銅箔３３が回路基板１０から接離する方向に延びるようにパターニングされたフレキシブルプリント配線板３０において配線用銅箔３３のランド３６にバンプ２１を接合した。そして、モールド樹脂２により、電子部品、回路基板１０、バンプ２１を介したフレキシブルプリント配線板３０と回路基板１０との電気的接続部を封止した。 As described above, the present embodiment has the following features.
As shown in FIG. 1, the electronic control device has a structure in which bumps 21 are bonded to a plurality of lands 20 formed on the surface of the circuit board 10, and a wiring copper foil 33 as a wiring conductor is connected to the circuit board 10. The bumps 21 were joined to the lands 36 of the wiring copper foil 33 in the flexible printed wiring board 30 patterned so as to extend in the separating direction. And the electrical connection part of the flexible printed wiring board 30 and the circuit board 10 via the electronic component, the circuit board 10, and the bump 21 was sealed with the mold resin 2.

よって、上記特許文献１等のような構造とした場合には外部との接続端子にリードを用いており、回路基板との連結をワイヤーボンディングにより行っているので、ワイヤーボンディング接続に要するスペースを確保する必要があり、製品サイズが正味の回路機能サイズより大きくなり、コストがかかる。また、回路基板上のボンディングランドを基板周辺に配置する必要がある。さらに、近年の高機能化要求に伴って入出力端子が増加傾向にある。このとき、上記特許文献１等による技術では、益々製品サイズが正味の回路機能サイズよりも大きくなり、低コスト化において不利な点を解消することは困難である。   Therefore, in the case of the structure as described in Patent Document 1, etc., leads are used for connection terminals to the outside, and the connection to the circuit board is performed by wire bonding, so a space required for wire bonding connection is secured. The product size is larger than the net circuit function size, which is costly. Further, it is necessary to arrange bonding lands on the circuit board around the board. Furthermore, the number of input / output terminals tends to increase with the recent demand for higher functionality. At this time, with the technique according to Patent Document 1 and the like, the product size becomes larger than the net circuit function size, and it is difficult to eliminate disadvantages in cost reduction.

これに対し、本実施形態においては、フレキシブルプリント配線板３０を用いて回路基板１０からの配線の引き出しが行われ、ボンディングワイヤーにて配線の引き出しを行う場合に比べて多点接続を省スペースで行うことができる。また、モールド樹脂２によって、フレキシブルプリント配線板３０の一部が封止されるが、このとき、フレキシブルプリント配線板３０における樹脂フィルム３１とモールド樹脂２との界面において熱応力が加わりにくく信頼性に優れている。   On the other hand, in the present embodiment, the flexible printed wiring board 30 is used to pull out the wiring from the circuit board 10, and multipoint connection can be saved in a space-saving manner compared to the case where the wiring is pulled out using a bonding wire. It can be carried out. In addition, a part of the flexible printed wiring board 30 is sealed by the mold resin 2, but at this time, thermal stress is hardly applied at the interface between the resin film 31 and the mold resin 2 in the flexible printed wiring board 30 and the reliability is improved. Are better.

また、ワイヤーボンディングによらない本構造は、回路基板１０の任意の位置に外部接続用のランド２０（バンプ２１）を配置でき、近年の入出力端子の増加に臨機応変に対応可能である。   In addition, this structure that does not rely on wire bonding can arrange lands 20 (bumps 21) for external connection at arbitrary positions on the circuit board 10, and can respond flexibly to the recent increase in input / output terminals.

また、回路基板１０としてセラミック基板を用いたので、セラミック基板は樹脂製基板に比べて高密度配線が可能であるとともに放熱性、耐熱性に優れており、セラミック基板を使用することで装置を小形化できる。回路基板のサイズを小さくすることができることにより熱歪も小さくすることができ信頼性の向上が図られる。   In addition, since the ceramic substrate is used as the circuit substrate 10, the ceramic substrate can be densely wired compared to the resin substrate and has excellent heat dissipation and heat resistance. By using the ceramic substrate, the device can be downsized. Can be Since the size of the circuit board can be reduced, the thermal strain can be reduced and the reliability can be improved.

また、図３に示すように、回路基板１０のランド２０とフレキシブルプリント配線板３０のランド３６を千鳥に配置したので、多点接続をより省スペースで行うことができ、設計自由度が向上するとともにコストにおいて有利である。   Also, as shown in FIG. 3, since the lands 20 of the circuit board 10 and the lands 36 of the flexible printed wiring board 30 are arranged in a staggered manner, multipoint connection can be performed in a smaller space, and the degree of freedom in design is improved. At the same time, it is advantageous in cost.

上記特許文献１等のような構造においては金属プレートはモールド樹脂に囲まれており、樹脂は熱伝導率が低いために放熱性が悪い。一方、自動変速機の制御を行う電子制御装置では、自動変速機における近年の多段化（ギヤ数の増大）に伴い、出力用パワー素子の消費電力が増大する傾向にある。特に、自動車のエンジンルームやトランスミッションに装着され、エンジンや自動変速機の制御を行う電子制御装置では、水、油等の浸入で電子回路がダメージを受けないように、耐水性／耐油性に優れた構造が必要である。また、その装着場所が高温であるため、電子回路が熱的ダメージを受けないように、放熱性に優れた構造が必要である。   In a structure such as the above-mentioned Patent Document 1, the metal plate is surrounded by a mold resin, and the resin has a low heat conductivity, so that the heat dissipation is poor. On the other hand, in an electronic control device that controls an automatic transmission, power consumption of an output power element tends to increase with the recent increase in the number of stages (increase in the number of gears) in the automatic transmission. In particular, an electronic control device that is installed in the engine room or transmission of an automobile and controls the engine or automatic transmission has excellent water / oil resistance so that the electronic circuit is not damaged by the ingress of water, oil, etc. Structure is necessary. In addition, since the mounting location is high, a structure with excellent heat dissipation is required so that the electronic circuit is not thermally damaged.

このようなニーズに対し、本実施形態では、図２，４に示すように回路基板１０、および、回路基板１０に搭載した発熱素子（パワー素子１６，１７、電源用素子１８）にヒートシンク４０を熱的に結合するとともに、図１に示すように当該ヒートシンク４０の一部をモールド樹脂２から露出させた。よって、回路基板１０に搭載した電子部品（発熱素子：マイコンチップ１１）からの熱が回路基板１０およびヒートシンク４０を通して逃がされるとともに電子部品（発熱素子：パワー素子１６，１７および電源用素子１８）からの熱がヒートシンク４０を通して逃がされる。これにより、放熱性を確保でき、機能向上に伴う発熱量増加（消費電力増加）に対しても信頼性が向上する。特に、発熱量の大きい（消費電力の大きい）パワー素子１６，１７や電源用素子１８を直接ヒートシンク４０に熱的に結合したので、放熱性を確保でき、機能向上に伴う消費電力増加に対しても信頼性が益々向上する。また、ヒートシンク４０として金属プレートを厚く反りにくいものを用いた。これにより、反りを防止すると共に放熱性を確保することができる。   In response to such needs, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the heat sink 40 is attached to the circuit board 10 and the heating elements (power elements 16 and 17 and power supply element 18) mounted on the circuit board 10. While being thermally coupled, a part of the heat sink 40 was exposed from the mold resin 2 as shown in FIG. Therefore, heat from the electronic component (heat generating element: microcomputer chip 11) mounted on the circuit board 10 is released through the circuit board 10 and the heat sink 40, and from the electronic components (heat generating elements: power elements 16, 17 and power supply element 18). Heat is released through the heat sink 40. As a result, heat dissipation can be ensured, and reliability can be improved with respect to an increase in the amount of heat generation (increased power consumption) associated with function improvement. In particular, since the power elements 16 and 17 and the power source element 18 having a large heat generation amount (high power consumption) and the power source element 18 are directly coupled to the heat sink 40, heat dissipation can be ensured, and the increase in power consumption due to functional improvement can be secured. However, the reliability will be improved. In addition, a thick metal plate that is difficult to warp is used as the heat sink 40. Thereby, curvature can be prevented and heat dissipation can be ensured.

なお、ヒートシンク４０を回路基板１０のみに熱的に結合して回路基板１０およびヒートシンク４０を通して発熱素子の熱を逃がしてもよい。あるいは、ヒートシンク４０を、回路基板１０に搭載した発熱素子（パワー素子１６，１７、電源用素子１８等）のみに熱的に結合して直接ヒートシンク４０を通して発熱素子の熱を逃がしてもよい。要は、回路基板１０、および、回路基板１０に搭載した発熱素子の少なくとも一方にヒートシンク４０を熱的に結合すればよい。   Note that the heat sink 40 may be thermally coupled only to the circuit board 10 so that the heat of the heating element is released through the circuit board 10 and the heat sink 40. Alternatively, the heat sink 40 may be thermally coupled only to the heat generating elements (power elements 16, 17, power supply element 18, etc.) mounted on the circuit board 10 and the heat of the heat generating elements may be released directly through the heat sink 40. In short, the heat sink 40 may be thermally coupled to at least one of the circuit board 10 and the heating element mounted on the circuit board 10.

さらに、ヒートシンク４０は、モールド樹脂２と接する部位が階段形状をなしているので、モールド樹脂２とヒートシンク４０の接触面積が大きくなるために、冷熱ストレスが作用してもモールド樹脂２とヒートシンク４０の接着力を確保でき、信頼性が向上する。つまり、冷熱ストレスが作用した時にモールド樹脂２の剥離を防止すべく、ヒートシンク４０の形状を階段状にして接触面積を大きくして冷熱ストレスに対するモールド樹脂２と金属製ヒートシンク４０の密着性を確保するようにした。   Furthermore, since the heat sink 40 has a stepped portion in contact with the mold resin 2, the contact area between the mold resin 2 and the heat sink 40 becomes large. Adhesive strength can be secured and reliability is improved. That is, in order to prevent peeling of the mold resin 2 when a thermal stress is applied, the shape of the heat sink 40 is stepped to increase the contact area, thereby ensuring the adhesion between the mold resin 2 and the metal heat sink 40 against the thermal stress. I did it.

また、フレキシブルプリント配線板３０にコネクタ５０を取り付けたので、コネクタ５０で相手方コネクタ５５（図１１参照）と接続を図ることができる。これにより、必要に応じて脱着可能となり、保守性が向上する。また、コネクタ５０を用いて車両側ワイヤーハーネスのコネクタと接続することも可能となる。   In addition, since the connector 50 is attached to the flexible printed wiring board 30, the connector 50 can be connected to the mating connector 55 (see FIG. 11). Thereby, it becomes possible to detach and attach as needed, and maintainability improves. Moreover, it becomes possible to connect with the connector of a vehicle side wire harness using the connector 50. FIG.

一方、電子制御装置の製造方法として、図１３に示すように、フレキシブルプリント配線板３０のランド３６上にペースト状の接合材としての半田ペースト７１を印刷にて塗布し（第１工程）、半田ペースト７１を介して、フレキシブルプリント配線板３０のランド３６と、回路基板１０に接合したバンプ２１の位置を合わせた状態で半田をリフローして接合した（第２工程）。よって、ワイヤーボンディング法では一本一本ワイヤーで接続していくために加工時間が長いのに対し、本実施形態では回路基板１０とフレキシブルプリント配線板３０との間の多点接続を短時間で行え、コストにおいて有利である。   On the other hand, as a manufacturing method of the electronic control device, as shown in FIG. 13, a solder paste 71 as a paste-like bonding material is applied by printing on the lands 36 of the flexible printed wiring board 30 (first step), and soldering is performed. Solder was reflowed and bonded via the paste 71 in a state where the land 36 of the flexible printed wiring board 30 and the position of the bump 21 bonded to the circuit board 10 were aligned (second step). Therefore, in the wire bonding method, the processing time is long because the wires are connected one by one, whereas in the present embodiment, the multipoint connection between the circuit board 10 and the flexible printed wiring board 30 can be performed in a short time. This is advantageous and cost effective.

以下、別例を説明する。
図３では、フレキシブルプリント配線板３０を回路基板１０の２辺から引き出しているが、図１７に示すように、４辺から引き出しても構わない。即ち、図３では四角形状の回路基板１０の対向する２つの辺から配線（３３）を延設したが、図１７に示すように、四角形状の回路基板１０の４つの辺から配線（３３）を延設してもよい。 Another example will be described below.
In FIG. 3, the flexible printed wiring board 30 is drawn from two sides of the circuit board 10, but may be drawn from four sides as shown in FIG. That is, in FIG. 3, the wiring (33) is extended from two opposing sides of the rectangular circuit board 10, but as shown in FIG. 17, the wiring (33) is connected from four sides of the rectangular circuit board 10. May be extended.

また、回路基板１０の裏面にフレキシブルプリント配線板３０との接続用のランド２０を配置しているが、その配置として、図３に示すように千鳥配置にすることが好ましいが、基板サイズと入出力端子数の関係から、必ずしもそうする必要はない（例えば、図１７参照）。   Further, although the land 20 for connection with the flexible printed wiring board 30 is disposed on the back surface of the circuit board 10, it is preferable that the land be arranged in a staggered manner as shown in FIG. This is not always necessary because of the number of output terminals (for example, see FIG. 17).

また、図１での回路基板１０においてバンプ２１の代わりに、図１８に示すように、半田ボール等の導電性ボール９５を用いてもよい。つまり、ランド２０に導電性ボール９５を接合してもよい。   Further, instead of the bumps 21 in the circuit board 10 in FIG. 1, conductive balls 95 such as solder balls may be used as shown in FIG. That is, the conductive ball 95 may be bonded to the land 20.

また、フレキシブルプリント配線板３０と回路基板１０との電気的接続は、半田付けや導電性接着材による接合に代わり、回路基板１０側のバンプとフレキシブルプリント配線板３０の配線を圧着（熱圧着や超音波圧着を含む）等によって接合してもよい。   In addition, the electrical connection between the flexible printed wiring board 30 and the circuit board 10 is performed by crimping the bumps on the circuit board 10 side and the wiring of the flexible printed wiring board 30 (thermocompression bonding or the like) instead of soldering or bonding by a conductive adhesive. It may be joined by, for example, ultrasonic pressure bonding.

また、フレキシブルプリント配線板において導体として銅箔を用いたが、他の材料（他の金属材料等）を用いることも可能である。   Moreover, although copper foil was used as a conductor in a flexible printed wiring board, other materials (other metal materials etc.) can also be used.

実施形態における電子制御装置の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the electronic control apparatus in embodiment. モールド樹脂の無い状態での電子制御装置の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the electronic control apparatus in the state without mold resin. モールド樹脂の無い状態での電子制御装置の平面図。The top view of the electronic control apparatus in the state without mold resin. 回路基板に搭載したマイコンチップの配置箇所における電子制御装置の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the electronic controller in the arrangement | positioning location of the microcomputer chip mounted in the circuit board. 回路基板に電子部品を搭載した状態での縦断面図。The longitudinal cross-sectional view in the state which mounted the electronic component on the circuit board. 回路基板に電子部品を搭載した状態での平面図。The top view in the state which mounted the electronic component on the circuit board. フレキシブルプリント配線板の断面図。Sectional drawing of a flexible printed wiring board. フレキシブルプリント配線板の平面図。The top view of a flexible printed wiring board. ヒートシンクを示す図。The figure which shows a heat sink. コネクタの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of a connector. コネクタに相手方コネクタを接続した状態での縦断面図。The longitudinal cross-sectional view in the state which connected the other party connector to the connector. 製造工程を説明するための回路基板等の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of a circuit board etc. for demonstrating a manufacturing process. 製造工程を説明するための電子制御装置の分解図。The exploded view of the electronic controller for demonstrating a manufacturing process. 電子制御装置一体型自動変速機を示す図。The figure which shows an electronic control unit integrated automatic transmission. 電子制御装置を装着したバルブボディを示す図。The figure which shows the valve body equipped with the electronic control unit. 電子制御装置を装着したバルブボディを示す平面図。The top view which shows the valve body equipped with the electronic control unit. 別例の電子制御装置の平面図。The top view of the electronic controller of another example. 別例の電子制御装置の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the electronic control apparatus of another example.

符号の説明Explanation of symbols

２…モールド樹脂、１０…回路基板、１６…パワー素子、１７…パワー素子、１８…電源用素子、２０…ランド、２１…バンプ、３０…フレキシブルプリント配線板、３１…樹脂フィルム、３３…配線用銅箔、３６…ランド、４０…ヒートシンク、５０…コネクタ、７１…半田ペースト、９５…導電性ボール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Mold resin, 10 ... Circuit board, 16 ... Power element, 17 ... Power element, 18 ... Power supply element, 20 ... Land, 21 ... Bump, 30 ... Flexible printed wiring board, 31 ... Resin film, 33 ... For wiring Copper foil, 36 ... land, 40 ... heat sink, 50 ... connector, 71 ... solder paste, 95 ... conductive ball.

Claims (7)

電子部品が搭載されるとともに、表面に形成した複数のランド（２０）にバンプ（２１）または導電性ボール（９５）を接合した回路基板（１０）と、
可撓性および電気絶縁性を有する樹脂フィルム（３１）内に配線用導体（３３）が前記回路基板（１０）から接離する方向に延びるようにパターニングされ、当該配線用導体（３３）のランド（３６）が前記バンプ（２１）または導電性ボール（９５）と接合されたフレキシブルプリント配線板（３０）と、
前記電子部品、前記回路基板（１０）、前記バンプ（２１）または導電性ボール（９５）を介したフレキシブルプリント配線板（３０）と回路基板（１０）との電気接続部を封止するモールド樹脂（２）と、
を備えたことを特徴とする電子制御装置。 A circuit board (10) on which electronic components are mounted and bumps (21) or conductive balls (95) are joined to a plurality of lands (20) formed on the surface;
A wiring conductor (33) is patterned in the resin film (31) having flexibility and electrical insulation so as to extend in a direction in which the wiring conductor (33) is in contact with or separated from the circuit board (10). (36) a flexible printed wiring board (30) joined to the bump (21) or the conductive ball (95);
Mold resin for sealing an electrical connection portion between the flexible printed wiring board (30) and the circuit board (10) through the electronic component, the circuit board (10), the bump (21) or the conductive ball (95) (2) and
An electronic control device comprising: 前記回路基板（１０）としてセラミック基板を用いたことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1, wherein a ceramic substrate is used as the circuit substrate. 前記回路基板（１０）のランド（２０）とフレキシブルプリント配線板（３０）のランド（３６）を千鳥に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御装置。 3. The electronic control device according to claim 1, wherein the lands (20) of the circuit board (10) and the lands (36) of the flexible printed wiring board (30) are arranged in a staggered manner. 前記回路基板（１０）、および、回路基板（１０）に搭載した発熱素子（１６，１７，１８）の少なくとも一方にヒートシンク（４０）を熱的に結合するとともに当該ヒートシンク（４０）の一部を前記モールド樹脂（２）から露出させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置。 A heat sink (40) is thermally coupled to at least one of the circuit board (10) and the heating elements (16, 17, 18) mounted on the circuit board (10), and a part of the heat sink (40) is attached. The electronic control device according to claim 1, wherein the electronic control device is exposed from the mold resin (2). 前記ヒートシンク（４０）は、モールド樹脂（２）と接する部位が階段形状をなしていることを特徴とする請求項４に記載の電子制御装置。 The electronic control device according to claim 4, wherein the heat sink (40) has a stepped shape at a portion in contact with the mold resin (2). 前記フレキシブルプリント配線板（３０）にコネクタ（５０）を取り付けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1, wherein a connector (50) is attached to the flexible printed wiring board (30). 電子部品が搭載されるとともに、表面に形成した複数のランド（２０）にバンプ（２１）または導電性ボール（９５）を接合した回路基板（１０）と、
可撓性および電気絶縁性を有する樹脂フィルム（３１）内に配線用導体（３３）が前記回路基板（１０）から接離する方向に延びるようにパターニングされ、当該配線用導体（３３）のランド（３６）が前記バンプ（２１）または導電性ボール（９５）と接合されたフレキシブルプリント配線板（３０）と、
前記電子部品、前記回路基板（１０）、前記バンプ（２１）または導電性ボール（９５）を介したフレキシブルプリント配線板（３０）と回路基板（１０）との電気接続部を封止するモールド樹脂（２）と、
を備えた電子制御装置の製造方法であって、
フレキシブルプリント配線板（３０）のランド（３６）上にペースト状の接合材（７１）を印刷にて塗布する第１工程と、
前記ペースト状の接合材（７１）を介して、フレキシブルプリント配線板（３０）のランド（３６）と、回路基板（１０）に接合したバンプ（２１）または導電性ボール（９５）の位置を合わせた状態で前記接合材（７１）をリフローして接合する第２工程と、
を有することを特徴とする電子制御装置の製造方法。 A circuit board (10) on which electronic components are mounted and bumps (21) or conductive balls (95) are joined to a plurality of lands (20) formed on the surface;
A wiring conductor (33) is patterned in the resin film (31) having flexibility and electrical insulation so as to extend in a direction in which the wiring conductor (33) is in contact with or separated from the circuit board (10). (36) a flexible printed wiring board (30) joined to the bump (21) or the conductive ball (95);
Mold resin for sealing an electrical connection portion between the flexible printed wiring board (30) and the circuit board (10) through the electronic component, the circuit board (10), the bump (21) or the conductive ball (95) (2) and
A method of manufacturing an electronic control device comprising:
A first step of applying a paste-like bonding material (71) on a land (36) of a flexible printed wiring board (30) by printing;
The positions of the lands (36) of the flexible printed wiring board (30) and the bumps (21) or the conductive balls (95) bonded to the circuit board (10) are aligned via the paste-like bonding material (71). A second step of reflowing and bonding the bonding material (71) in the
A method for manufacturing an electronic control device, comprising:
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