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CN107078100A - 电子设备及电子设备的制造方法 - Google Patents

电子设备及电子设备的制造方法 Download PDF

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CN107078100A
CN107078100A CN201580056800.8A CN201580056800A CN107078100A CN 107078100 A CN107078100 A CN 107078100A CN 201580056800 A CN201580056800 A CN 201580056800A CN 107078100 A CN107078100 A CN 107078100A
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electronic equipment
layer
heat sink
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德山健
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

电子设备具备：电子零件结构体，其具备具有半导体元件及导热性支撑部件的电路体、能够导热地设于电路体的一面的散热板、介于散热板与导热性支撑部件之间安装的导热性的绝缘部件、输入用端子、输出用端子以及接地用端子；密封树脂，其形成为将输入用端子、输出用端子以及接地用端子的每一个的一部分及散热板的一面露出，覆盖电子零件结构体的周围；主体导体层，其形成为与输入用端子及输出用端子绝缘，且形成为覆盖密封树脂和散热板的一面的向冷却介质浸渍的浸渍区域的整个面；以及接地用导体层，其覆盖接地用端子的至少一部分，且与主体导体层电连接。

Description

电子设备及电子设备的制造方法
技术领域
本发明涉及具备电路体的电子设备及电子设备的制造方法，上述电路体具有半导体元件。
背景技术
混合动力汽车、电动汽车搭载有电子设备，该电子设备具备对马达进行驱动的电力转换装置。具备电力转换装置的电子设备将从电源用电池供给来的直流电力转换成交流电力来驱动马达，另外，相反地将由马达再生出的交流电力转换成直流电力而蓄积于蓄电装置。在这种电子设备的壳内部收纳有高温发热的半导体元件，浸渍于冷却水等冷却介质中进行冷却。
目前，已知通过树脂密封IGBT等半导体元件，将与冷却介质接触的表面用金属膜覆盖而成的电力用半导体装置。在该构造中，通过形成金属膜，从而提高散热性，提高对冷却介质的防水性(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国日本特开2004－119667号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在如电力转换电路等那样地半导体元件进行开关动作的电路中，对半导体元件施加瞬时的电压跳变、即冲击电压。在专利文献1记载的电力用半导体装置中，未对冲击电压采取措施，存在半导体元件损坏的可能性。因此，需要使用高耐压的半导体元件而价格昂贵。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一形态，电子设备具备：电子零件结构体，其具备电路体、散热板、绝缘部件、输入用端子、输出用端子以及接地用端子，电路体具有半导体元件及支撑半导体元件的导热性支撑部件，半导体元件具有输入用电极和输出用电极，散热板能够导热地设于电路体的一面，绝缘部件为介于散热板与导热性支撑部件之间安装的导热性的绝缘部件，输入用端子连接于输入用电极，输出用端子连接于输出用电极；密封树脂，其形成为将输入用端子、输出用端子以及接地用端子的每一个的一部分及散热板的一面露出，覆盖电子零件结构体的周围；主体导体层，其形成为与输入用端子及输出用端子绝缘，且形成为覆盖密封树脂和散热板的一面的向冷却介质浸渍的浸渍区域的整个面；以及接地用导体层，其覆盖接地用端子的至少一部分，且与主体导体层电连接。
发明的效果
根据本发明，能够使冲击电压经由接地用端子流向公共地线。由此，能够使用廉价的半导体元件。
附图说明
图1是作为本发明的电子设备的实施方式1的外观立体图。
图2(a)是图1的IIa－IIa线剖视图，图2(b)是图1的IIb－IIb线剖视图。
图3(a)是电子零件结构体的剖视图，图3(b)是用于说明图3(a)的下一工序的剖视图，图3(c)是从图3(b)的上面观察切断前的引线框的图。
图4(a)～4(c)是表示在电子模块形成导体层的方法的一例的剖视图。
图5(a)～5(b)是表示在电子模块形成导体层的方法的第二例的剖视图。
图6(a)是进行无电镀后的电子模块的俯视图，图6(b)是用于说明图6(a)接下来的工序的外观立体图。
图7(a)是用于说明图6(b)接下来的工序的电子模块的俯视图，图7(b)是用于说明图7(a)接下来的工序的电子模块的俯视图。
图8(a)是用于说明进行无电镀前的工序的电子模块的外观立体图，图8(b)是用于说明图8(a)接下来的工序的电子模块的俯视图，图8(c)是用于说明图8(b)接下来的工序的电子模块的俯视图。
图9(a)是作为本发明的电路体具有的一例的电路图，图9(b)是电路体的输入输出信号的时序图。
图10是比较例的电路体具有的电路图。
图11是本发明的电子设备的实施方式2的剖视图。
图12是本发明的电子设备的实施方式3的剖视图。
图13是本发明的电子设备的实施方式4的剖视图。
图14(a)是图13的XIVa－XIVa线剖视图，图14(b)是图13的XIVb－XIVb线剖视图。
图15是本发明的电子设备的实施方式5的外观立体图。
图16是本发明的电子设备的实施方式6的外观立体图。
具体实施方式
－实施方式1－
以下，参照图1～图10，对本发明的电子设备及其制造方法的一实施方式进行说明。
[电子设备的构造]
图1是作为本发明的电子设备的实施方式1的外观立体图，图2(a)是图1的IIa－IIa线剖视图，图2(b)是图1的IIb－IIb线剖视图。
电子设备100例如搭载于混合动力汽车、电动汽车，用作对马达等进行驱动的电力转换装置。
电子设备100具备电子模块110和在电子模块110的整个表面的除了上面侧的一部分外的区域设置的导体层200。电子模块110具备电子零件结构体120(参照图3)和密封树脂170。
电子零件结构体120具备电子零件121、接合材129、作为金属制部件的引线框(导热性支撑部件)122、导热性的绝缘部件124以及散热板130。另外，电子零件结构体120具有多个(在实施方式中为三个)引线端子125a～125c及接地用端子126。
密封树脂170以使引线端子125a～125c及接地用端子126的前端侧以及散热板130的一面露出的方式密封电子零件结构体120的周围全体。
在密封树脂170的上面侧附近形成有绕密封树脂170的周侧面一周的槽171。
导体层200具有：对密封树脂170及散热板130的一面进行覆盖的主体导体层210；以及覆盖接地用端子126而形成的接地用导体层220。主体导体层210和接地用导体层220电连接。引线端子125a～125c的任一个与主体导体层210及接地用导体层220的哪一个都绝缘。
主体导体层210也形成于密封树脂170的槽171内，以与在槽171内形成的主体导体层210的外表面贴紧的状态，将密封部件181嵌入槽171内。也就是，由密封树脂170的槽171、在槽171内形成的主体导体层210以及密封部件181构成了密封部180。虽未图示，但是，电子设备100设置为将密封部件181压入流路形成体的开口部周缘而进行密封，上述流路形成体形成有供冷却介质回流的冷却路。也就是，电子设备100的比密封部180靠下侧的部分浸渍于冷却介质中。
电子零件结构体120的电子零件121例如由类似于绝缘栅型晶体管(IGBT)的处理大电力的半导体元件形成。特别地，在汽车的转换器等中使用的电子零件121因为需要处理大电力，所以使用工作时的发热量大的功率用的IGBT。电力转换装置具备多个半导体元件，但在图2(a)、(b)中，作为一个电子零件121而进行图示。
电子零件121的背面通过焊锡等接合材129而接合于引线框122的模具122a。引线框122由铜、铝或以它们为主成分的合金形成。引线端子125a～125c是通过板金的成形加工而与引线框122一体形成，在成形后将引线框122切断，分离后得到的部件。
虽未图示，但是在电子零件121的主面形成有供输入信号输入的输入用电极、供输出信号输出的输出用电极、以及用于进行将从输入用电极所输入的输入信号转换成输出信号的控制的控制用电极等。各电极通过由铝、铁等形成的电线123而搭接于引线端子125a～125c。也就是，引线端子125a～125c分别具备输入用端子、控制用端子、输出用端子的功能。电子零件121和引线框122通过电线123而搭接，构成具有后述的转换器电路(参照图9)的电路体500。
接地用端子126由导电性部件形成，与电子零件121、接合材129、引线框122以及散热板130的任一个绝缘。也就是，接地用端子126以露出前端侧的一部分的状态用密封树脂170覆盖周围。
接地用端子126与引线端子125a～125c同样地也能够通过利用板金的成形加工与引线框122形成为一体，在成形后将引线框122切断而分离来形成。对于此，后面进行叙述。
导热性的绝缘部件124安装于引线框122的模具122a与散热板130之间，由陶瓷或有机树脂形成。
散热板130具有以下构造：在板状的主体130a上一体形成有呈矩阵状或锯齿状排列的多个冷却散热片130b。散热板130例如由含有铝、铜、镁等的金属、导热性良好的陶瓷或金属与无机物的混合物等形成。作为高效地形成散热板130的方法的一例，能够列举基于切片加工或切割加工的机械加工。使用主体130a的厚度与冷却散热片130b的厚度的总计的厚度的板材，从上下方向及左右方向以预定间隔形成于冷却散热片130b的厚度对应的深度的槽，从而形成散热板130。槽的加工可以使上下方向的加工和左右方向的加工正交，也可以斜着交叉。也可以通过机械加工以外的方法来形成。也可以使用将主体130a和冷却散热片130b做成不同的材质的包层材料。
密封树脂170例如由环氧树脂或向环氧树脂中混合了二氧化硅等填料的有机树脂材料形成。
如上所述，密封树脂170以露出引线端子125a～125c及接地用端子126的前端侧以及散热板130的一面的方式将电子零件结构体120的周围的大致全体密封。密封树脂170以使接地用端子126与其它导电性的部件绝缘的方式覆盖其下端部侧的周围全体(参照图2(b))。在形成有散热板130的侧面，密封树脂170的外表面与散热板130的冷却散热片130b的上表面大致成为一面(参照图3(b))。
主体导体层210具有下部层211和形成于下部层211上的上部层212。作为下部层211及上部层212，能够使用铝、锡、铬、铜、镍等金属材料。这些金属材料中，作为下部层211的材料，优选电阻率小的铜系金属。另外，作为上部层212的材料，优选使用耐氧化性等在使用环境下的耐性高的镍系金属。
接地用导体层220由与主体导体层210的下部层211相同的材料形成。也就是，接地用导体层220仅具有主体导体层210的下部层211，不具有主体导体层210的上部层212。
[电子模块的制造方法]
对电子模块110的制造方法的一实施方式进行说明。
图3(a)是电子零件结构体120的剖视图，图3(b)是用于说明图3(a)的下一工序的剖视图，图3(c)是从图3(b)的上面观察切断前的引线框的图的一例。
首先，制作电子零件结构体120。
形成使模具122a及引线端子125a～125c一体化而成引线框122。通过接合材129，在模具122a的一面接合电子零件121。作为接合材129，使用焊锡，优选钎焊的方法，但是其它方法也可以。然后，利用电线搭接，将引线框122的引线端子125a～125c的每一个与电子零件121的电极(未图示)通过电线123搭接。优选在对引线端子125a～125c和电子零件121的电极进行电线搭接前，切断引线框122，将引线端子125a～125c和模具122a分离。
即，如图3(c)所图，形成引线端子125a与模具122a连接而引线端子125b、125c及接地用端子126与模具122a分离的引线框122。此时，引线端子125a～125c及接地用端子126的另一端通过引线框122的连结部122b而连结。之后，将电子零件121接合于模具122a，向模具122a搭接电子零件121的电极(未图示)，并且对引线端子125b、125c和电子零件121的电极进行电线搭接(在图3(c)中，用虚线表示电子零件121及电线123)。
在模具122a的接合有电子零件121的面的相反面接合绝缘部件124及散热板130。在由树脂形成绝缘部件124的情况下，优选为具有高热传导性的热固化型树脂。将完全固化前的具有粘着性的树脂安装于散热板130与模具122a之间，进行热压接，将绝缘部件124热固化。图3(a)表示该状态。
然后，如图3(b)所示，将接合了电子零件121和散热板130的模具122a、通过电线123而与电子零件121连接的引线端子125a～125c、以及接地用端子126设置于未图示的金属模具内。
然后，利用模制成形，对密封树脂170进行形成。作为模制成形，优选的方法是转移模塑法。模制成形时，在密封树脂170形成槽171。然后，通过图3(c)中两点横线所示的切断线c－c将引线框122切断，从而将引线端子125a～125c及接地用端子126相互分离。
由此，形成电子模块110。
此外，在上述中，在形成电子零件结构体120时，示例了如图3(a)所示地，对散热板130采用了形成有冷却散热片130b的部件。但是，在该阶段，散热板130也可以采用未形成冷却散热片130b的平板状的部件，通过模制树脂密封电子零件结构体120，将模制树脂固化而形成密封树脂170，然后形成冷却散热片130b。根据该顺序，在模制成形时，无需采取用于防止模制树脂从冷却散热片130b间漏出的机构，因此能够高效地进行生产。
接下来，对在电子模块110形成导体层200的方法进行说明。
[导体层的形成方法1]
图4(a)～4(c)是表示在电子模块形成导体层的方法的一例的剖视图。通过将图3(b)的区域IV放大后的图，对导体层的形成方法进行说明。
为了在密封树脂170上通过电镀形成主体导体层210的上部层212，需要作为供电膜的下部层211。
于是，首先，如图4(a)所示，通过无电镀形成下层基础层211a。根据无电镀液的液性，存在由金属制部件构成的散热板130腐蚀的情况，因此，无电镀液需要考虑这一点。因此，例如，在由铝系金属形成散热板130、引线端子125a～125c以及接地用端子126的情况下，优选下层基础层211a的形成使用无电解镀镍。
下层基础层211a只要形成于散热板130的冷却散热片130b侧的一面上及接地用端子126上即可。但是，也可以将下层基础层211a形成于密封树脂170上。在该实施方式中，以在密封树脂170上不形成下层基础层211a的例进行图示。
如图4(b)所示，在下层基础层211a上及密封树脂170上形成上层基础层211b。上层基础层211b成为按照以下工序进行的电镀(电解镀)的供电层。接地用导体层220连接于未图示的车辆的车身、底盘等，成为冲击电流的流路。因此，上层基础层211b优选做成电阻率小的铜、铜镍合金等铜系金属。上层基础层211b通过无电镀而形成于包含上表面170a在内的密封树脂170上、散热板130的冷却散热片130b侧的整个一面上、以及接地用端子126上(参照图6(b))。下层基础层211a及上层基础层211b构成下部层211。
如图4(c)所示，在上层基础层211b上形成上部层212。上部层212以上层基础层211b为供电层，通过电镀而形成。作为上部层212的材料，优选成本低及使用环境下的耐氧化性等的耐性高的镍系金属。
上部层212未形成于接地用端子126，在接地用端子126上形成仅由下部层211形成的接地用导体层220，下部层211由下层基础层211a及上层基础层211b构成。下部层211的厚度设为数百nm程度，上部层212的厚度设为数μm程度。
此外，上部层212也能够通过无电镀来形成。在通过无电镀形成上部层212的情况下，也通过预先形成上层基础层211b，从而能够提高无电镀时的镀敷金属的析出性。
在由下层基础层211a及上层基础层211b构成的下部层211上形成上部层212，构成主体导体层210。
[导体层的形成方法2]
图5(a)～图5(b)是表示在电子模块形成导体层的方法的第二例的剖视图。
就形成导体层200的第二方法而言，首先，如图5(a)所示，通过溅射或蒸镀形成下部层211。下部层211形成于密封树脂170上、散热板130的冷却散热片130b侧的整个一面上。另外，下部层211也形成于接地用端子126上。作为下部层211的材料，优选铜系金属。下部层211的厚度优选为0.1μm以上。在密封树脂170及散热板130与铜系金属的粘接力不足的情况下，也可以在铜系金属形成前，作为基础金属，通过溅射或蒸镀而形成钛、铬。基础金属的厚度只要为30～130nm程度即可。
如图5(b)所示，在下部层211上形成上部层212。上部层212以下部层211为供电层，通过电镀而形成。上部层212不形成于接地用端子126，在接地用端子126上形成仅由下部层211构成的接地用导体层220。通过在下部层211上形成上部层212，从而形成主体导体层210。作为上部层212的材料，考虑到使用环境下的耐氧化性等的耐性，能够使用镍系金属。
上部层212也能够通过无电镀来形成。在通过无电镀形成上部层212的情况下，也通过预先形成上层基础层211b，从而能够提高无电镀时的镀敷金属的析出性。
在作为导体层的形成方法而例示出的上述任一方法中，为了使引线端子125a～125c与导体层200绝缘，还需要使导体层200不形成于密封树脂170的引线端子125a～125c的底部的周缘部。
接下来，对使导体层200不形成于密封树脂170的配置有引线端子125a～125c的底部的周缘部的方法进行说明。
[导体层向引线端子的附着去除方法]
参照图6(a)、(b)～图7(a)、(b)，对防止导体层200向引线端子125a～125c附着的方法进行说明。
图6(a)是进行无电镀后的电子模块的俯视图，图6(b)是用于对图6(a)接下来的工序进行说明的外观立体图。另外，图7(a)是用于说明图6(b)接下来的工序的电子模块的俯视图，图7(b)是用于说明图7(a)接下来的工序的电子模块的俯视图。
首先，如图6(a)所示，在电子模块110的整个表面形成导体层200的下部层211。即，在密封树脂170上、散热板130的冷却散热片130b侧的一面上、以及从密封树脂170露出的部分的接地用端子126及引线端子125a～125c的整个表面形成下部层211。
下部层211的形成可以是以下方法中的任一种：作为导体层的形成方法1所示例的基于无电镀形成下层基础层211a及上层基础层211b的方法、以及作为导体层的形成方法2所示例的基于溅射或蒸镀形成下部层211单层的方法。
然后，如图6(b)所示，用掩膜夹具401覆盖从密封树脂170所露出的部分的引线端子125a～125c。在掩膜夹具401的下端设有具有弹性的密封材402，利用掩膜夹具401，将密封材402压接于密封树脂170的上表面170a。在图示的例中，掩膜夹具401具有对整个引线端子125a～125c进行覆盖的大小，但是也可以使用覆盖引线端子125a～125c的每一个的分离的三个掩膜夹具。
该状态下，如图7(a)所示，以下部层211为供电层，通过电镀而形成上部层212。电子模块110在以密封树脂170的上表面170a比镀敷液的上表面稍微下沉的方式浸渍于幅度液中的状态下进行电镀。通过这样地进行电镀，从而在散热板130的冷却散热片130b侧的一面及包含上表面170a在内的整个密封树脂170形成主体导体层210，该主体导体层210由下部层211和上部层212形成。另外，在接地用端子126形成接地用导体层220，该接地用导体层220仅由下部层211形成。该情况下，由于在以密封树脂170的上表面170a比镀敷液的上表面稍微下沉的方式浸渍于镀敷液中的状态下进行电镀，因此，如图2(b)所示，上部层212向接地用端子126镀敷其厚度部分程度的高度，能够节省镀敷材料的量。
然后，卸下掩膜夹具401，露出引线端子125a～125c。然后，将在露出的引线端子125a～125c所形成的下部层211去除。也就是，以上部层212为掩膜，将形成于引线端子125a～125c的下部层211去除。图7(b)示出了该状态。下部层211的去除可以为干法蚀刻，也可以为湿法蚀刻。上部层212的厚度比下部层211的厚度更厚，因此只要以上部层212为掩膜来进行下部层211的蚀刻，在下部层211全部被去除的时刻结束蚀刻即可。通过蚀刻，将在引线端子125a～125c周缘的密封树脂170的上表面170a所形成的下部层211和在引线端子125a～125c所形成的下部层211一同去除。由此，引线端子125a～125c分别与导体层200绝缘。
上述的方法为如下方法：在密封树脂170的整个上表面170a形成下部层211，去除配置有引线端子125a～125c的密封树脂170的底部的周缘部，在下部层211上形成上部层212，然后去除引线端子125a～125c的底部的下部层211。
对于此，也能够使用在密封树脂170的配置有引线端子125a～125c的底部的周缘部不形成在下部层211及上部层212的方法。以下，对该方法进行说明。
[导体层的向引线端子的附着防止方法]
图8(a)是用于说明进行无电镀前的工序的电子模块的外观立体图，图8(b)是用于说明图8(a)接下来的工序的电子模块的俯视图，图8(c)是用于说明图8(b)接下来的工序的电子模块的俯视图。
最初，如图8(a)所示，将从密封树脂170所露出的引线端子125a～125c用掩膜夹具401覆盖。在掩膜夹具401的下端设有具有弹性的密封材402，通过掩膜夹具401，将密封材402压接于密封树脂170的上表面170a。
该状态下，如图8(b)所示，在密封树脂170的表面、散热板130的冷却散热片130b侧的一面、以及从密封树脂170所露出的部分的接地用端子126的整个表面形成下部层211。下部层211的形成可以是以下方法中的任一种：作为导体层的形成方法1所示例的基于无电镀形成下层基础层211a及上层基础层211b的方法、以及作为导体层的形成方法2所示例的基于溅射或蒸镀形成下部层211单层的方法。
在通过无电镀形成下层基础层211a及上层基础层211b的情况下，无需将整个电子模块110浸渍于镀敷液中，可以使接地用端子126对上部前端部侧从镀敷液露出。也就是，可以使下层基础层211a及上层基础层211b形成到接地用端子126的底部与前端部的中间位置为止。
然后，如图8(c)所示，以下部层211为供电层，通过电镀形成上部层212。电子模块110在以密封树脂170的上表面170a比镀敷液的上表面稍微下沉的方式浸渍于镀敷液中的状态下进行电镀。通过这样地进行电镀，从而在散热板130的冷却散热片130b侧的一面及包含上表面170a在内的整个密封树脂170形成主体导体层210，该主体导体层210由下部层211和上部层212形成。另外，在接地用端子126形成接地用导体层220，该接地用导体层220仅由下部层211形成。
滞后，卸下掩膜夹具401。
上述中，为了防止在引线端子125a～125c以及密封树脂170的上表面170a中的引线端子125a～125c的底部的周缘部形成下部层211及上部层212，示例了利用设有密封材402的掩膜夹具401覆盖引线端子125a～125c的方法。但是，也可以通过粘土、石膏来覆盖配置有引线端子125a～125c以及引线端子125a～125c的密封树脂170的底部的周缘部。
此外，在电子模块110形成主体导体层210后，向槽171内设置O形圈。或者将密封部件181压入密封树脂170的槽171内。由此，形成图1所示的电子设备100。
[电路体的电路结构的一例]
图9(a)是作为具有本发明的电路体的一例的电路图，图9(b)是电路体的输入输出信号的时序图。
电路体500例如具有类似于图示的转换器电路。电路体500具有IGBT等晶体管501～504、直流电源520，输出端连接于负载519。晶体管501～504作为开关元件动作。当晶体管501和晶体管504同时接通时，输出电压Vo成为与直流电源520相同的E(v)(参照图9(b)－(1))。当晶体管502和晶体管503同时接通时，输出电压Vo成为－E(v)(参照图9(b)－(2))。在晶体管501～504均断开的状态下，输出电压Vo成为0(v)。
通过控制晶体管501～504的接通/断开动作，从而输出图9(b)－(3)所示的驱动波形。而且，通过进行精细的控制，能够近似于交流波形。
通常，各晶体管501～504装配为，使集电极朝向引线框122的模具122a侧，使基极及发射极朝向其相反侧。在该装配构造中，集电极经由接合材129而电连接于引线框122的模具122a。
接地用端子126连接于具有接地电位的车辆的车身、底盘等。接地用端子126经由接地用导体层220及主体导体层210而电连接于散热板130。在引线框122的模具122a与散热板130之间安装绝缘部件124，从而各晶体管501～504的集电极与接地部位绝缘，将图9(b)－(3)所示的输出信号供给至负载519。
图10是具有比较例的电路体500A的电路图。
比较例的电路体500A是在引线框122的模具122a与散热板130之间未安装绝缘部件124的情况。该情况下也设置为以下构造：接地用端子126经由接地用导体层220及主体导体层210而电连接于散热板130，接地用端子126连接于车辆的车身、底盘等而接地。如图所示，在这种电路体500A中，晶体管501～504的集电极经由引线框122的模具122a、散热板130、主体导体层210、接地用导体层220以及接地用端子126而接地。因此，不管是在晶体管501和晶体管504同时接通的情况下，还是在晶体管502和晶体管503同时接通的情况下，输出电压Vo都与接地电位成为相同电位。也就是，不能得到交流波形。
因此，电路体500的晶体管501～504需要与主体导体层210及接地用导体层220绝缘。
根据上述本发明的电子设备的实施方式1，起到以下的效果。
(1)通过密封树脂170将具备电路体500及散热板130的电子零件结构体120密封，在散热板130的一面及密封树脂170设有导体层200。另外，将电路体500的供电线与散热板130绝缘，并且在电子零件结构体120设置接地用端子126，将接地用端子126电连接于导体层200。因此，将接地用端子126接地，从而能够抑制在电路体500进行开关动作时产生的冲击电压。
(2)由主体导体层210和接地用导体层220形成导体层200，主体导体层210形成于散热板130的一面及密封树脂170，接地用导体层220形成于接地用端子126。接地用导体层220由电阻率小的下部层211构成，不具有电阻率大的上部层212。因此，在将接地用导体层220接地时，连接部分的阻抗值变小，降低冲击电压的效率良好。
(3)主体导体层210具有形成于在电阻率小的下部层211上的上部层212，上部层212例如由使用环境下的耐氧化性等耐性高的镍系金属等形成。因此，能够降低镀层的生产成本，而且提高对于使用环境的可靠性。
(4)形成由无电解镀镍形成的下层基础层211a，在下层基础层211a上通过无电镀形成由电阻率小的铜系金属形成的上层基础层211b，从而构成导体层200的下部层211。因此，即使在散热板130、导电引线(引线端子)125a～125c或接地用端子126由铝系金属形成的情况下，也能够抑制铜系金属被无电镀液腐蚀。
(5)通过溅射或蒸镀，在散热板130形成由铜系金属形成的下部层211。在该方法中，即使在散热板130、导电引线125a～125c或接地用端子126由铝系金属形成的情况下，由于能够不经由其它金属材料而直接形成下部层211，因此能够提高生产效率。
(6)在散热板130或密封树脂170与铜系溅射或蒸镀层的粘接力不足的情况下，通过存在钛或铬等基础金属，从而能够提高接合的可靠性。
(7)在整个电子模块110形成导体层200的下部层211，用掩膜夹具401覆盖配置有引线端子125a～125c及引线端子125a～125c的密封树脂170的底部的周缘部，在该状态下，形成上部层212，然后，以上部层212为掩膜，将配置有引线端子125a～125c的密封树脂170的底部的周缘部的下部层211去除。由于以上部层212为掩膜而将配置有引线端子125a～125c的密封树脂170的底部的周缘部的下部层211去除，因此作业效率良好。
(8)在用掩膜夹具401覆盖引线端子125a～125c的基础上，形成导体层200的下部层211、上部层212。在该方法中，无需将导体层200的下部层211去除的工序，工序个数减少，因此能够进一步提高作业效率。
－实施方式2－
图11是本发明的电子设备的实施方式2的剖视图。
实施方式2的电子设备100A与实施方式1的电子设备100的不同点在于，接地用端子126a电连接于散热板130。
接地用端子126a与引线端子125a～125c一同在密封树脂170的上表面170a上呈直线状配置，该结构与实施方式1的电子设备100相同。
实施方式2的接地用端子126a在埋设于密封树脂170的部分中，向散热板130侧弯曲，其端部通过钎焊、焊接而电连接于散热板130。
实施方式2的电子设备100A的其它结构与实施方式1的电子设备100相同，在对应的部件标注相同的符号，省略说明。
实施方式2也起到与实施方式1相同的效果。
在实施方式2中，由于接地用端子126a还电连接于散热板130，因此进一步可靠地抑制冲击电压。
－实施方式3－
图12是本发明的电子设备的实施方式3的剖视图。
对于实施方式3的电子设备100B，以与实施方式1的电子设备100的不同点为主体进行说明。
实施方式3的电子设备100B在电子零件121的与散热板130的相反的一侧具备对置散热构造部610。对置散热构造部610具备中间热传导体611、对置绝缘部件612以及对置散热板613。
中间热传导体611由铜、铝系金属等高热传导性金属或氧化铝等陶瓷形成。对置绝缘部件612是与绝缘部件124相同的部件，由陶瓷或有机树脂形成。对置散热板613是与散热板130相同的部件，具有主体613a和冷却散热片613b。中间热传导体611安装于电子零件121与对置绝缘部件612之间，其一面与电子零件121的一面热结合，另一面与对置绝缘部件612的一面热结合。电子零件121含有IGBT等晶体管，晶体管的未图示的发射极热结合于中间热传导体611。如上所述，晶体管的阴极经由接合材129而热结合于引线框122的模具122a。
因此，实施方式3的电子零件结构体120A具有将对置散热构造部610热结合于实施方式1的电子零件结构体120的电子零件121的构造。密封树脂170A以使散热板130的一面、对置散热板613的一面、引线端子125a～125c及接地用端子126的前端侧露出的方式密封电子零件结构体120A。
实施方式3的电子设备100B的其它结构与实施方式1的电子设备100相同，因此在对应的部件标注相同的符号而省略说明。
实施方式3的电子设备100B也起到与实施方式1的电子设备100相同的效果。另外，实施方式3的电子设备100B由于在电子零件121的两面具备散热板130、613，因此能够提高电子零件121的散热效果。
－实施方式4－
图13是本发明的电子设备的实施方式4的剖视图。图14(a)是图13的XIVa－XIVa线剖视图，图14(b)是图13的XIVb－XIVb线剖视图。
实施方式4的电子设备100C在下部侧也设有与在上部侧所设置的密封部180同样的密封部180A。密封部180A由形成于密封树脂170的槽171、形成于槽171内的主体导体层210、以及密封部件181构成。实施方式4的电子设备100C以其上下的端部配置于供制冷剂流动的冷却流路的外侧的状态、换言之，以密封部180与密封部180A之间的中央区域浸渍于冷却介质的方式，设置于未图示的流路形成体。
与在电子模块110的上面侧以从密封树脂170突出的方式形成的引线端子125a～125c同样，在电子模块110的下面侧，从密封树脂170突出地形成有引线端子125d～125f。引线端子125d～125f分别通过电线123而连接于引线框122的模具122a。与引线端子125a～125c同样地，引线端子125d～125f与导体层200绝缘。
另外，与在电子模块110的上面侧以从密封树脂170突出的方式所形成的接地用端子126同样地，在电子模块110的下面侧，从密封树脂170突出地形成有接地用端子126b。与接地用端子126同样地，接地用端子126b与引线框122、电子零件121、接合材129等绝缘。此外，在图13中，与散热板130绝缘的状态图示了接地用端子126、126b，但是，也可以如图11所示的实施方式2那样，将接地用端子126、126b的双方或一方电连接于散热板130。
与接地用端子126同样地，在接地用端子126b形成有接地用导体层220。接地用导体层220由与主体导体层210的下部层211相同的材料形成，且电连接于主体导体层210。
此外，实施方式4的其它构造与实施方式1相同，向对应的部件标注相同的符号，省略说明。
因此，实施方式4也起到与实施方式1同样的效果。
－实施方式5－
图15是本发明的电子设备的实施方式5的外观立体图。
图15所示的实施方式5的电子设备100D将接地用端子126的底部141做成与主体导体层210相同的结构。如上所述，主体导体层210具有下部层211和上部层212。
下部层211形成于包含接地用端子126的外表面在内的电子模块110的整个外表面，在下部层211上形成上部层212。在实施方式1中，在形成上部层212时，在将电子模块110以密封树脂170的上表面170a比镀敷液的上表面稍微下沉的方式浸渍于镀敷液中的状态下进行电镀。在该方法中，在接地用端子126的底部不形成上部层212，因此能够节约镀敷材料。但是被认为接地用端子126的底部处的下部层211与上部层212的连接不稳定。
于是，在实施方式5中，在形成上部层212时，在将电子模块110的接地用端子126的底部141之前都浸渍于镀敷液中的状态下进行电镀。由此，接地用端子126的底部141与主体导体层210同样地形成为镀敷层构造。
实施方式5的其它构造与实施方式1相同，向对应的部件标注相同的符号，省略说明。
因此，实施方式5也具有与实施方式1同样的结构。在实施方式5中，特别地能够使接地用端子126的下部层211与上部层212的电连接更可靠。
此外，在实施方式2～4的电子设备100A～100C中也能够应用实施方式5的电子设备100D的构造。
－实施方式6－
图16是本发明的电子设备的实施方式6的外观立体图。
图16所示的实施方式6的电子设备100E具有多个(在图16中为两个)接地用端子126、142。
在接地用端子126、142分别形成有接地用导体层220。接地用端子126及142对置地设于密封树脂170的上表面170a的长边方向的端部。与上述的各实施方式同样地，接地用导体层220与主体导体层210的下部层211一体形成，不具有主体导体层210的上部层212。
实施方式6的电子设备100E的其它构造与实施方式1相同，向对应的部件标注相同的符号，省略说明。
实施方式6也起到与实施方式1同样的效果。在实施方式6中，特别地，由于具有多个接地用端子126、142，因此能够更可靠地进行冲击电压的抑制。
在实施方式2～5中也能够应用实施方式6的构造。
此外，在上述各实施方式中，作为将接地用端子126设于密封树脂170的上表面170a的构造而进行了示例。但是，也可以将接地用端子126设于密封树脂170的其它侧面。但是，优选设于密封部180的外侧。
在上述各实施方式中，作为将电子零件121搭载于引线框122上的构造而进行了示例。但是，搭载电子零件121的部件不限于引线框122，也可以为金属、陶瓷等、具有导热性的其它支撑部件。
在上述各实施方式中，作为在接地用端子126、126a、126b、142的整个表面形成接地用导体层220的构造而进行了示例。但是，接地用导体层220也可以仅形成于接地用端子126、126a、126b、142的底侧的一部分。
在上述各实施方式中，为了在接地用端子126不形成上部层212，示例了在将下部层211形成于接地用端子126后，以接地用端子126从镀敷层突出的方式将电子模块110浸渍于镀敷层而进行电镀的方法。但是，也可以在与引线端子125a～125c同样的被掩膜夹具覆盖的状态下将接地用端子126浸渍于镀敷液中而进行电镀。
在上述各实施方式中，作为在接地用端子126、126a、126b、142的至少一部分未形成上部层212的构造而进行了示例。但是，也可以使接地用端子126、126a、126b、142的整个被上部层212覆盖。
在上述各实施方式中，作为散热板130具有冷却散热片130b的构造而进行了示例。但是，散热板130也可以不具有冷却散热片130b。
在上述各实施方式中，作为绝缘部件124直接接合于散热板130的构造而进行了示例。但是，也可以做成在散热板130接合未图示的中间热传导板而在该中间热传导板接合绝缘部件124的构造。
在上述各实施方式中，作为以散热板130的冷却散热片130b的上表面与密封树脂170的外表面成为大致同一面的方式将散热板130埋设于密封树脂170的构造而进行了示例。但是，也可以做成将散热板130的主体130a的厚度的中间之前都埋设于密封树脂170。或者，也可以做成不将散热板130埋设于密封树脂170中的构造。该情况下，优选使散热板130与绝缘部件124的接合的强度增大，或者做成在散热板130金属接合未图示的中间金属板，将中间金属板埋设于密封树脂170的构造。
在上述实施方式中，电路体500具有转换器电路，但是，本发明也能够应用于电路体500具备转换电路等、其它电力转换电路的情况。
此外，本发明能够在其宗旨的范围内任意地变形而应用，总之，只要为以下电子设备即可：一种电子设备，将输入用端子、输出用端子以及接地用端子的每一个的一部分、以及散热板的一面露出，用密封树脂覆盖电子零件结构体的周围，该电子设备具备主体导体层和接地用导体层，上述主体导体形成为与输入用端子及输出用端子绝缘，且形成为覆盖密封树脂和散热板的一面的向冷却介质浸渍的浸渍区域的整个面，上述接地用导体层覆盖接地用端子的至少一部分，且与主体导体层电连接。
下面的优先权基础申请的公开内容作为引用而并入本文。
日本国专利申请2014年第220440号(2014年10月29日申请)
符号说明
100、100A～100E—电子设备，110—电子模块，120、120A—电子零件结构体，121—电子零件，122—引线框(导热性支撑部件)，123—电线，124—绝缘部件，125a～125f—引线端子(输入用端子、制御用端子、输出用端子)，126、126a、126b、142—接地用端子，129—接合材，130—散热板，130a—主体，130b—冷却散热片，141—底部，170、170A—密封树脂，171—槽，180、180A—密封部，181—密封部件，200—导体层，210—主体导体层，211—下部层，211a—下层基础层，211b—上层基础层，212—上部层，220—接地用导体层，401—掩膜夹具，402—密封材，500—电路体，501～504—晶体管(半导体元件)，610—对置散热构造部，611—中间热传导体，612—对置绝缘部件，613—对置散热板，613a—主体，613b—冷却散热片。

Claims (15)

1.一种电子设备，其特征在于，具备：
电子零件结构体，其具备电路体、散热板、绝缘部件、输入用端子、输出用端子以及接地用端子，上述电路体具有半导体元件及支撑上述半导体元件的导热性支撑部件，上述半导体元件具有输入用电极和输出用电极，上述散热板能够导热地设于上述电路体的一面，上述绝缘部件为介于上述散热板与上述导热性支撑部件之间安装的导热性的绝缘部件，上述输入用端子连接于上述输入用电极，上述输出用端子连接于上述输出用电极；
密封树脂，其形成为将上述输入用端子、上述输出用端子以及上述接地用端子的每一个的一部分及上述散热板的一面露出，覆盖上述电子零件结构体的周围；
主体导体层，其形成为与上述输入用端子及上述输出用端子绝缘，且形成为覆盖上述密封树脂和上述散热板的一面的向冷却介质浸渍的浸渍区域的整个面；以及
接地用导体层，其覆盖上述接地用端子的至少一部分，且与上述主体导体层电连接。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述半导体元件具有输入控制信号的控制用电极，
上述电路体具有：构成电力转换电路的多个上述半导体元件；以及连接于上述控制用电极，并且与上述主体导体层及上述接地用导体层绝缘的控制用端子。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述散热板具有多个冷却用散热片，上述主体导体层形成为覆盖上述冷却用散热片的每一个的表面。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述导热性支撑部件为金属制的引线框，上述输入用端子、上述输出用端子以及上述接地用端子为与上述引线框分离地形成的引线。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述接地用端子电连接于上述导热性支撑部件。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述电子设备具有多个上述接地用端子，在上述接地用端子的每一个的至少一部分形成有与上述主体导体层电连接的上述接地用导体层。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
形成为覆盖上述电子零件结构体的周围的上述密封树脂具有：供上述散热板配置的一面；以及与上述一面相邻，且供上述输入用端子、上述输出用端子以及上述接地用端子配置的侧面，在上述一面中的与上述侧面的边界部的附近具备密封部。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，
上述密封部具备形成于上述密封树脂的凹部和嵌入上述凹部的密封部件。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述电子零件结构体在与上述散热板对置的另一面具备对置散热板，该对置散热板能够导热地设于上述电路体。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述电子零件结构体具有：供上述散热板配置的一面；与上述一面相邻，供上述输入用端子、上述输出用端子以及上述接地用端子配置的侧面；以及与上述侧面对置的对置侧面，
上述电子零件结构体还具备在上述对置侧面所形成的其它输入用端子、其它输出用端子以及其它接地用端子，
上述其它输入用端子、上述其它输出用端子以及上述其它接地用端子电连接于上述主体导体层。
11.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述主体导体层具有上部层和下部层，该下部层设于上述上部层与上述密封树脂之间，且相比上述上部层，电阻率更小。
12.在权利要求11所述的电子设备中，其特征在于，
上述接地用导体层与上述主体导体层的上述下部层一体地形成，在上述接地用导体层的至少一部分未形成上部层。
13.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
上述主体导体层包含无电解镀镍层、在上述无电解镀镍层上形成的无电解镀铜层、以及在上述无电解镀铜层上形成的电镀镍层。
14.一种电子设备的制造方法，上述电子设备为权利要求11所述的电子设备，
上述电子设备的制造方法的特征在于，
以上述输入用端子、上述输出用端子以及上述接地用端子的每一个的一部分及上述散热板的一面露出的状态，通过上述密封树脂密封上述电子零件结构体的周围，
在上述输入用端子、上述输出用端子以及上述接地用端子的每一个、上述密封树脂中的上述输入用端子与上述输出用端子的周缘部、上述散热板的一面、以及上述密封树脂的表面形成上述下部层，
至少将上述输入用端子及上述输出用端子的每一个、上述密封树脂中的上述输入用端子与上述输出用端子的周缘部用掩膜覆盖，
以上述下部层为供电层，通过电镀在上述下部层上形成上述上部层，
卸下上述掩膜，将在上述密封树脂中的上述输入用端子与上述输出用端子的周缘部所形成的上述下部层去除。
15.一种电子设备的制造方法，上述电子设备为权利要求11所述的电子设备，
上述电子设备的制造方法的特征在于，
以上述输入用端子、上述输出用端子以及上述接地用端子的每一个的一部分及上述散热板的一面露出的状态，通过上述密封树脂密封上述电子零件结构体的周围，
至少将上述输入用端子及上述输出用端子的每一个、上述密封树脂中的上述输入用端子与上述输出用端子的周缘部用掩膜覆盖，
在上述接地用端子、上述散热板的一面、上述密封树脂的表面形成上述下部层，
至少在形成于上述散热板的一面和上述密封树脂的表面的上述下部层上形成上述上部层，
卸下上述掩膜。
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