CN114695128A - 半导体封装、树脂成型品及树脂成型品的成型方法 - Google Patents

半导体封装、树脂成型品及树脂成型品的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够使质量提高的半导体封装、树脂成型品以及树脂成型品的成型方法。半导体封装具备：一体成形于半导体芯片的壳体部的平板状的平板端子、贯穿平板端子的贯通孔的圆棒状的端子引脚。在平板端子的一个面设置有用于将端子引脚向平板端子的贯通孔引导的树脂引导部。树脂引导部为收容半导体芯片的壳体部的一部分，具有与平板端子的贯通孔连续而呈一个孔的贯通孔。组装半导体封装时，端子引脚介由树脂引导部的贯通孔插入到平板端子的贯通孔。树脂引导部的贯通孔的侧壁和平板端子的贯通孔的侧壁为以相同的倾斜度连续的同一面，在树脂引导部的贯通孔与平板端子的贯通孔之间的边界不存在台阶。

Description

半导体封装、树脂成型品及树脂成型品的成型方法
技术领域
本发明涉及半导体封装、树脂成型品及树脂成型品的成型方法。
背景技术
以往，作为半导体封装，提出了利用平板状的平板端子和圆棒状(圆柱状)的端子引脚构成将半导体芯片的输出信号引出到外部的金属布线而得的传感器装置，其中，该平板状的平板端子一体成形于成为半导体芯片的壳体部(收容部)的树脂成型品且其一个端部在外部露出，该圆棒状(圆柱状)的端子引脚将平板端子与半导体芯片的表面电极电连接(例如，参照下述专利文献1)。在下述专利文献1中，端子引脚的一个端部插入到形成于平板端子的另一个端部的贯通孔并激光焊接于平板端子。端子引脚的另一个端部与半导体芯片的表面电极引线键合。
图20为示出以往的半导体封装的制造过程中(组装过程中)的状态的截面图。在图20中，示出构成以往的半导体封装110的金属布线的平板端子101的贯通孔102附近。图20所示的以往的半导体封装110具备一体成形于半导体芯片(未图示)的壳体部的平板状的平板端子101。平板端子101具有供圆棒状的端子引脚121贯穿的贯通孔102。平板端子101的贯通孔102的宽度(直径)d101遍及平板端子101的两面101a、101b之间大致均匀，且比端子引脚121的直径d121宽。
在平板端子101的一个面(以下，设为第一面)101a设置有树脂引导部111，该树脂引导部111用于将要插入到平板端子101的贯通孔102的端子引脚121向平板端子101的贯通孔102引导。树脂引导部111为半导体芯片的壳体部的一部分。树脂引导部111具有贯通孔112，该贯通孔112与平板端子101的贯通孔102连续并具有与该贯通孔102相同的中心轴。树脂引导部111的贯通孔112在端子引脚121的插入口侧(远离平板端子101的一侧)宽度(直径)d111最宽，易于插入端子引脚121。
此外，树脂引导部111的贯通孔112为宽度(直径)随着接近平板端子101而变窄，且在与平板端子101之间的边界宽度d112最窄的锥形形状(圆锥台形状)。端子引脚121介由树脂引导部111的贯通孔112插入到平板端子101的贯通孔102。此时，端子引脚121与树脂引导部111的贯通孔112的锥状的侧壁接触，并沿着树脂引导部111的贯通孔112的侧壁被引导向平板端子101侧，沿着平板端子101的贯通孔102的侧壁插入到平板端子101的贯通孔102。
端子引脚121以端部在平板端子101的另一个面(以下，设为第二面)101b露出、或者端部从平板端子101的第二面101b突出的方式贯穿平板端子101的贯通孔102。端子引脚121在贯穿了平板端子101的贯通孔102的状态下，通过来自平板端子101的第二面101b侧的激光照射而熔融并焊接于平板端子101。在图20中，用实线和符号121a表示向树脂引导部111的贯通孔112插入时的端子引脚121，用虚线和符号121b表示贯穿了平板端子101的贯通孔102的状态的端子引脚121。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-136277号公报
发明内容
技术问题
然而，在上述专利文献1和/或图20所示的以往结构中，在树脂引导部111的贯通孔112的侧壁与平板端子101的贯通孔102的侧壁之间产生台阶113。该台阶113通过在将平板端子101一体成形于壳体部时，为了防止平板端子101的位置偏离，使壳体部的树脂成型用的模具(未图示)的、树脂引导部111的成型贯通孔112的部分的宽度(直径)比平板端子101的贯通孔102的宽度(直径)d101宽，并在利用模具支承平板端子101的贯通孔102的周围101c的状态下使树脂流入到该模具从而产生。
该台阶113为由平板端子101的贯通孔102的侧壁和树脂引导部111侧的面101a形成的角部，并在树脂引导部111的贯通孔112的内部露出。因此，如果端子引脚121沿着树脂引导部111的贯通孔112的侧壁被引导向平板端子101侧而到达该台阶113，则金属部件彼此(端子引脚121和平板端子101)接触。端子引脚121的材料比平板端子101的材料柔软，因此，有可能端子引脚121的端部角部121c卡挂于该台阶113上而被刮掉，并由于该被刮掉的金属屑而产生短路不良。
为了解决由上述现有技术所引起的问题，本发明的目的在于提供一种能够使质量提高的半导体封装、树脂成型品以及树脂成型品的成型方法。
技术方案
为了解决上述问题，达成本发明的目的，本发明的树脂成型品具有以下特征。在具有平坦的两面的平板状的平板端子设置有贯穿所述平板端子的两面之间的第一贯通孔。在所述第一贯通孔中贯穿与所述平板端子接合的棒状的端子引脚。以树脂为材料在所述平板端子的一个面一体成形有引导部。在所述引导部设置有第二贯通孔，所述第二贯通孔具有与所述第一贯通孔相同的中心轴，并贯穿所述引导部而形成与所述第一贯通孔连续的一个孔。所述孔为从所述第二贯通孔侧的开放端朝向所述第一贯通孔侧的开放端宽度逐渐变窄的锥形形状。所述第二贯通孔的侧壁与所述第一贯通孔的侧壁为以相同角度连续的同一面。
此外，本发明的树脂成型品在上述发明中的特征在于，所述第二贯通孔的侧壁的角度为0°以上且30°以下。
此外，本发明的树脂成型品在上述发明中的特征在于，所述第二贯通孔的远离所述第一贯通孔的部分，侧壁的角度比与所述第一贯通孔连续的部分的侧壁的角度大。
此外，本发明的树脂成型品在上述发明中的特征在于，所述第一贯通孔的远离所述第二贯通孔的部分，宽度比与所述第二贯通孔连续的部分的宽度窄，且宽度均匀。
为了解决上述问题，达成本发明的目的，本发明的半导体封装具有以下特征，其具备：上述树脂成型品、半导体芯片、所述引导部以及所述端子引脚。收容部以树脂为材料与所述平板端子一体成形，并收容所述半导体芯片。所述引导部为所述收容部的一部分。所述端子引脚贯穿所述第二贯通孔和所述第一贯通孔并在所述平板端子的另一个面露出。所述端子引脚的一个端部在所述平板端子的另一个面接合于所述平板端子。所述端子引脚的另一个端部与所述半导体芯片的电极电连接。
此外，本发明的半导体封装在上述发明中的特征在于，所述端子引脚在远离所述引导部的部分与所述平板端子的所述第一贯通孔的侧壁接触。
为了解决上述问题，达成本发明的目的，本发明是所述树脂成型品的成型方法，所述树脂成型品具备：平板状的平板端子，其具有平坦的两面；第一贯通孔，其贯穿所述平板端子的两面之间，供与所述平板端子接合的棒状的端子引脚贯穿；引导部，其一体成形于所述平板端子的一个面；以及第二贯通孔，其具有与所述第一贯通孔相同的中心轴，并贯穿所述引导部而形成与所述第一贯通孔连续的一个孔，所述树脂成型品的成型方法具有以下特征。进行在另一面被第一模具支承的所述平板端子的一个面与第二模具之间形成外形与所述引导部的外形相同的空间的第一工序。
进行使树脂流入所述空间进行填充并固化，形成一体成形于所述平板端子的一个面的所述引导部的第二工序。所述第二模具在所述引导部的成型所述第二贯通孔的位置具有锥形形状的突出部，所述突出部向所述平板端子的一个面侧突出且随着接近所述平板端子而宽度变窄。在所述第一工序中，将所述第二模具的所述突出部从所述平板端子的一个面侧插入到所述平板端子的所述第一贯通孔而压接于所述第一贯通孔的开放端，利用所述突出部支承所述平板端子，并且将所述平板端子的所述第一贯通孔的由所述突出部压接的侧壁的角度形成为与所述突出部的侧面相同的角度。
此外，本发明的树脂成型品的成型方法在上述发明中的特征在于，所述突出部的侧面的角度为0°以上且30°以下。
根据上述发明，平板端子的贯通孔(第一贯通孔)的侧壁和与平板端子的一个面紧密贴合的引导部的贯通孔(第二贯通孔)的侧壁为以相同的倾斜度连续的同一面，在引导部的贯通孔与平板端子的贯通孔之间的边界不存在像以往结构那样的台阶(相当于图20的符号113)。因此，能够使插入到引导部的贯通孔的端子引脚在引导部与平板端子之间的边界不卡挂于平板端子，从引导部的贯通孔的侧壁顺畅地移动到平板端子的贯通孔的侧壁，从而插入到平板端子的贯通孔。由此，能够在将端子引脚插入到平板端子的贯通孔时，端子引脚的端部角部不会被平板端子刮掉而产生金属屑，不会在端子引脚的端部产生金属毛刺，防止由这些金属屑和/或金属毛刺所引起的短路不良等。
发明效果
根据本发明的半导体封装、树脂成型品以及树脂成型品的成型方法，起到能够使质量提高的效果。
附图说明
图1为示出实施方式的半导体封装的制造过程中(组装过程中)的状态的截面图。
图2为示出实施方式的半导体封装的制造过程中(树脂成型过程中)的状态的截面图。
图3为示出实施方式的半导体封装的制造过程中(组装过程中)的状态的截面图。
图4为示出实施方式的半导体封装的制造过程中(组装过程中)的状态的截面图。
图5为示出应用实施方式的半导体封装而得的物理量传感器装置的构成的截面图。
图6为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图7为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图8为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图9为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图10为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图11为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图12为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图13为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图14为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图15为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图16为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图17为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图18为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图19为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。
图20为示出以往的半导体封装的制造过程中(组装过程中)的状态的截面图。
符号说明
1：平板端子
1a：平板端子的第一面
1b：平板端子的第二面
2：平板端子的贯通孔
2a：平板端子的贯通孔的第一部分
2b：平板端子的贯通孔的第二部分
10：半导体封装
11：树脂引导部
12：树脂引导部的贯通孔
12a：树脂引导部的贯通孔的第一部分
12b：树脂引导部的贯通孔的第二部分
21：端子引脚
31：上部模具
32：下部模具
33：下部模具的突出部
33a：下部模具的突出部的第一部分
33b：下部模具的突出部的第二部分
33c：下部模具的突出部的第三部分
33d：下部模具的底座部
50：物理量传感器装置
51：传感器元件
52：螺纹部(被测量介质导入部)
53：内壳体部
53a：内壳体部的上部
53b：内壳体部的上部的贯通孔
53c：内壳体部的上部的外周部的凹凸
53d：内壳体部的上部的槽
53e：内壳体部的凹部
54：插口壳体部
54a：插口壳体部的下端部的凹凸
54b：插口壳体部的底部
54c：插口壳体部的底部的贯通孔
55：被插口壳体部包围的空间
60：容纳箱
60a：容纳箱的凹部
60b：容纳箱的贯通孔
60c：容纳箱的注入孔
61：压力传感器芯片
62：底座部件
63：隔膜
64：键合线
65、65a、65b：引线管脚
66：绝缘性部件
70：液体
71：螺纹部的底座部
72：螺纹部的底座部与容纳箱之间的焊接部
73：螺纹部的贯通孔
74：螺纹部的一个开放端的压力导入口(导入孔)
75：螺纹部的另一个开放端的开口部
76：O形环
77：容纳箱的凹陷部
78、91：粘接剂
81：连接器引脚
81a：连接器引脚的水平部
81b：连接器引脚的垂直部
81c：连接器引脚的贯通孔
92：金属球
93：激光
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的半导体封装、树脂成型品以及树脂成型品的成型方法的实施方式详细地进行说明。应予说明，在以下各实施方式的说明中，对与其他实施方式相同的构成标记相同的符号并省略说明。
(实施方式)
图1、3、4为示出实施方式的半导体封装件的制造过程中(组装过程中)的状态的截面图。图2为示出实施方式的半导体封装的制造过程中(树脂成型过程中)的状态的截面图。图1所示的实施方式的半导体封装10具备：一体成形(嵌件成形)于半导体芯片(例如，相当于后述的图5的压力传感器芯片61)的壳体部(例如，相当于后述的图5的内壳体部53：树脂成型品)的平板状的平板端子1(例如，相当于后述的图5的连接器引脚81)、以及贯穿平板端子1的贯通孔(第一贯通孔)2的圆棒状的端子引脚21(例如，相当于后述的图5的引线管脚65)。
平板端子1为将半导体芯片的输出信号引出到外部的金属布线。平板端子1为包含例如磷(P)和铜(Cu)的金属部件，并至少在形成有后述的贯通孔2的部分具有平坦的两面1a、1b。平板端子1的表面可以进行例如镀锡(Sn)处理。平板端子1具有贯穿两面1a、1b之间的贯通孔2。在组装半导体封装10时，介由树脂引导部11的贯通孔(第二贯通孔)12所插入的端子引脚21(相当于后述的图5的第一引线管脚65a)贯穿于平板端子1的贯通孔2。符号Z为端子引脚21的插入方向。在图1～4中放大示出平板端子1的贯通孔2附近。
平板端子1的贯通孔2在端子引脚21的插入口侧(后述的树脂引导部11侧)的第一部分2a的宽度(直径)d1比其他的第二部分(除第一部分2a以外的部分)2b宽。平板端子1的贯通孔2的第一部分2a为通过按压后述的下部模具32(参照图2)的突出部33而产生的压接痕。平板端子1的贯通孔2的第一部分2a具有与下部模具32的突出部33的侧面相同的倾斜度，并呈从端子引脚21的插入口侧向贯通孔2的内部前进宽度逐渐变窄的大致锥状(圆锥台形状)。
平板端子1的贯通孔2的、远离端子引脚21的插入口的第二部分2b的宽度(直径)d2大致均匀，且为与端子引脚21的直径d21大致相同的宽度或者比端子引脚21的直径d21稍大的尺寸。所谓大致相同的宽度是指在包含由工艺的偏差所引起的容许误差的范围内为相同的宽度。贯穿平板端子1的贯通孔2的端子引脚21与平板端子1的贯通孔2的第二部分2b接触。平板端子1的贯通孔2的第二部分2b的宽度d2可以为能够插入端子引脚21的宽度且尽可能窄。
端子引脚21将平板端子1与半导体芯片的电极电连接。端子引脚21为包含例如铁(Fe)和镍(Ni)合金的金属部件。端子引脚21的表面可以被进行镀镍处理。在平板端子1的一个面(第一面)1a设置有用于将端子引脚21向平板端子1的贯通孔2引导的树脂引导部11。树脂引导部11是收容半导体芯片的壳体部(收容部)的一部分，且与在壳体部的树脂成型时一体成形的平板端子1的第一面1a紧密贴合。树脂引导部11具有与平板端子1的贯通孔2连续且具有与该贯通孔2相同的中心轴的贯通孔12。
树脂引导部11的贯通孔12在端子引脚21的插入口侧(远离平板端子1的一侧)宽度(直径)d11最宽，并易于插入端子引脚21。此外，树脂引导部11的贯通孔12的侧壁在端子引脚21的插入口侧的第一部分12a与平板端子1侧的第二部分12b相比，相对于平板端子1的贯通孔2的第二部分2b的侧壁(相对于平板端子1的面1a、1b大致垂直)的倾斜角度更大。具体而言，树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a为从端子引脚21的插入口起到树脂引导部11的预定厚度为止的部分，且为从端子引脚21的插入口接近平板端子1宽度逐渐变窄的锥形形状(圆锥台形状)。
树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b为从树脂引导部11的预定厚度的位置(第一部分12a、第二部分12b之间的边界)起到树脂引导部11与平板端子1之间的边界为止的部分(树脂引导部11的剩余厚度的部分)。树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b为从树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a、第二部分12b之间的边界接近平板端子1宽度逐渐变窄的锥形形状。树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁以与平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的侧壁相同的倾斜度与平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的侧壁连续。
在树脂引导部11与平板端子1之间的边界，树脂引导部11的贯通孔12的宽度d13与平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的宽度d1相等，平板端子1的第一面1a不在树脂引导部11的贯通孔12露出。因此，在树脂引导部11的贯通孔12与平板端子1的贯通孔2之间的边界不存在像以往结构那样的台阶113(参照图20)。树脂引导部11的贯通孔12的宽度(端子引脚21的插入口的宽度d11、第一部分12a与第二部分12b的边界处的宽度d12、树脂引导部11与平板端子1之间的边界处的宽度d13)比平板端子1的贯通孔2的第二部分2b的宽度d2宽。
树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁的角度(倾斜度)θ2比树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a的侧壁的角度(倾斜度)θ1小，且可以为例如30°以下程度。树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a的侧壁的角度θ1为树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a的侧壁(圆锥台的侧壁)的棱线的延长线所成的角度(圆锥的顶角)。树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁的角度θ2为树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁的棱线的延长线所成的角度。
树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁的角度θ2可以为0°(即，与平板端子1的面1a、1b垂直)。在该情况下，树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b和平板端子1的贯通孔2的第一部分2a为在端子引脚21的插入方向Z上宽度大致均匀的圆筒状。即使在树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a与第二部分12b之间的边界由于这些侧壁的角度θ1、θ2的差异而成型有向贯通孔12内突出的角部，也由于端子引脚21比树脂引导部11硬，所以端子引脚21的端部角部21c不会被由该树脂形成的角部刮掉。
此外，即使树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁的角度θ2为0°，也由于树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a为从端子引脚21的插入口接近平板端子1宽度逐渐变窄的锥形形状，所以能够易于将端子引脚21插入到树脂引导部11的贯通孔12。由于平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的侧壁的角度也与树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁连续地为0°，所以在树脂引导部11的贯通孔12与平板端子1的贯通孔2之间的边界不存在像以往结构那样的台阶。
此外，可以将树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁的角度θ2设为上述上限值以下的理由如下。如图2所示，半导体封装10的壳体部通过在模具31(第一模具)、32(第二模具)之间的预定位置利用该模具31、32支承并固定平板端子1的状态下，使树脂流入到形成于该模具31、32之间的空间并进行冷却且固化，从而树脂成型。在图2中，仅示出模具31、32的平板端子1的贯通孔2附近的形状，但形成于模具31、32之间的空间的外形与预定的壳体部的整体的外形(参照图7、图8的(1)、图8的(2))相同。
两个模具31、32中的一个模具(以下，设为上部模具)31与平板端子1的另一面(第二面)1b的一部分抵接而支撑平板端子1。平板端子1的第二面1b的上部模具31所抵接的部分为在完成壳体部时平板端子1露出的部分。另一个模具(以下，设为下部模具)32具有向平板端子1侧(上方)以凸状的方式突出的、外形与平板端子1的贯通孔2的外形相同的突出部33。下部模具32的突出部33的上部从平板端子1的第一面1a侧插入到平板端子1的贯通孔2，并压接于平板端子1的贯通孔2的开放端。下部模具32的突出部33与平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的侧壁抵接从而支承平板端子1。
下部模具32的突出部33由作为角部被倒角了的顶点部的第一部分33a和分别使树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b、第一部分12a成型的第二部分33b、第三部分33c构成。下部模具32的突出部33的第一部分33a的角部被倒角而易于插入到平板端子1的贯通孔2。下部模具32的突出部33的第三部分33c为与下部模具32的底座部33d之间的连结部，呈与树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a相同的锥形形状。即，下部模具32的突出部33的第三部分33c具有与树脂引导部11的贯通孔12的第一部分12a相同的角度θ1的侧面。
下部模具32的突出部33的第二部分33b为下部模具32的突出部33的第一部分33a、第三部分33c之间的部分，并呈与树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b相同的锥形形状。即，下部模具32的突出部33的第二部分33b具有与树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b相同的角度θ2的侧面。从下部模具32的突出部33的第一部分33a起到第二部分33b的上部(与第一部分33a之间的边界附近的部分)为止插入到平板端子1的贯通孔2。下部模具32的突出部33的第二部分33b的上部在平板端子1的贯通孔2的开放端与平板端子1的贯通孔2的侧壁压接。在该压接的部分中，平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的侧壁以与下部模具32的突出部33的第二部分33b的侧面相同的角度θ2倾斜。
压接于下部模具32的突出部33的平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的宽度d1比平板端子1的贯通孔2的第二部分2b的宽度d2宽。形成于上部模具31与下部模具32之间的空间的外形通过预先计算下部模具32的突出部33的抵接的量d32而最佳化。下部模具32的突出部33的抵接的量d32为下部模具32的突出部33的第二部分33b与平板端子1的贯通孔2的侧壁接触的宽度，为平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的厚度。如此通过在固定了平板端子1的状态下使上部模具31与下部模具32配合，从而在上部模具31与下部模具32之间形成与壳体部的外形相同的外形的空间，并在平板端子1的第一面1a与下部模具32之间形成与树脂引导部11的外形相同的外形的空间(第一工序)。通过向模具31、32之间的空间流入树脂进行填充并固化，从而在壳体部(包括树脂引导部11)一体成形平板端子1(第二工序)。
下部模具32的突出部33的抵接的量d32为在将下部模具32的突出部33插入到平板端子1的贯通孔2时，下部模具32的突出部33的侧面与平板端子1的贯通孔2的侧壁之间的接触部(由下部模具32的突出部33所形成的平板端子1的贯通孔2的侧壁的压接部)的纵向(下部模具32的突出部33的插入方向)的长度。通过下部模具32的突出部33的第二部分33b压接于平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的侧壁，从而平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的侧壁和树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁成为以相同的倾斜度连续的同一面。
树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁的角度θ2越大，则下部模具32的突出部33的第二部分33b的上部的宽度d31越宽。因此，被下部模具32的突出部33压接而变形的、平板端子1的贯通孔12的第一部分12a的变形量变大。该平板端子1的贯通孔12的第一部分12a变形的部分向第二部分2b移动，因此，变形量越大，则平板端子1的贯通孔2的第二部分2b的宽度d2将越窄。因此，如上所述，树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁的角度θ2可以为30°以下程度。
在组装半导体封装10时，端子引脚21被插入到树脂引导部11的贯通孔12，并与该贯通孔12的第二部分12b的锥状的侧壁接触(参照图3)，并沿着该贯通孔12的第二部分12b的侧壁被引导向平板端子1侧(参照图4)。在图3、4中，用虚线的圆包围端子引脚21的端部角部21c与贯通孔12、2的侧壁之间的接触位置3。如上所述，由于在树脂引导部11的贯通孔12与平板端子1的贯通孔2之间的边界没有台阶，所以端子引脚21的端部角部21c不会在树脂引导部11的贯通孔12与平板端子1的贯通孔2之间的边界卡挂于平板端子1，能够使端子引脚21从树脂引导部11的贯通孔12向平板端子1的贯通孔2移动。
端子引脚21被插入直到贯穿平板端子1的贯通孔2为止，且被插入直到端部在平板端子1的第二面1b露出或者从平板端子1的第二面1b突出为止。由此，成为端子引脚21与平板端子1的第二部分2b的侧壁接触的状态或者在端子引脚21与平板端子1的第二部分2b的侧壁之间产生些许间隙的状态。端子引脚21在贯穿了平板端子1的贯通孔2的状态下，通过来自平板端子1的第二面1b侧的激光照射而熔融并焊接于平板端子1。也可以沿着平板端子1的贯通孔2进行激光照射，使端子引脚21的侧面与平板端子1的第二部分2b的侧壁焊接。
以压力传感器装置为例对应用了实施方式的半导体封装10而得的物理量传感器装置的构成进行说明。图5为示出应用了实施方式的半导体封装而得的物理量传感器装置的构成的截面图。图5所示的物理量传感器装置50具备：传感器元件51、螺纹部52、内壳体部53以及插口壳体部(连接器壳体部)54。在本实施方式中，采用成为用于将传感器元件的信号传递到外部的接口的插口部分离为内壳体部53和插口壳体部54这两个部分的构成。
传感器元件51具备：容纳箱60、压力传感器芯片(半导体芯片)61、底座部件62以及隔膜63。应予说明，在图5中示出后述的图15的(2)所示的切断线B-B’处的半导体封装10的截面结构。容纳箱60由例如不锈钢材料(SUS)等金属制成。压力传感器芯片61、底座部件62以及隔膜63容纳于容纳箱60的凹部60a。压力传感器芯片61具有例如隔膜、4个应变计电阻(未图示)以及焊盘部(未图示)。
在压力传感器芯片61形成有由上述应变计电阻构成的惠斯通电桥电路等压力传感器元件、控制电路、浪涌保护元件、滤波器等。控制电路为进行压力传感器元件的输出信号的放大、灵敏度校正、偏移校正的电路、以及进行这些电路的温度特性校正的电路等。压力传感器芯片61的隔膜是从压力传感器芯片61的第一主面(图5的上表面)进行凹加工而形成的受压部。压力传感器芯片61的应变计电阻和焊盘部形成于压力传感器芯片61的第二主面(图5的下表面)。
压力传感器芯片61的应变计电阻将因在隔膜受到的压力而产生的变形转换为电阻值。设置于压力传感器芯片61的焊盘部的各电极分别通过键合线64连接于后述的各引线管脚65。设置于焊盘部的各电极通过金属等布线(省略图示)与各控制电路连接。即，各引线管脚65介由键合线64和设置于焊盘部的各电极连接于各控制电路。焊盘部和控制电路配置于压力传感器芯片61的第二主面中的、除隔膜以外的部分。
压力传感器芯片61的第一主面介由底座部件62固接于容纳箱60的凹部60a的底面。底座部件62由例如玻璃材料等制成。底座部件62与压力传感器芯片61通过静电接合而接合。底座部件62与容纳箱60通过粘接剂(未图示)粘接。压力传感器芯片61的第二主面上的各电极分别通过键合线64与后述的不同的引线管脚65连接。多个引线管脚65为用于提取传感器元件51的信号的端子引脚，且全部为相同的长度。
各引线管脚65分别通过容纳箱60的不同的贯通孔60b贯穿容纳箱60，并通过封闭该贯通孔60b的例如玻璃等绝缘性部件66而固定于容纳箱60。引线管脚65的一个端部(以下，设为下端部)从容纳箱60的凹部60a向下方(螺纹部52侧)突出，并通过键合线64与设置于压力传感器芯片61的第二主面上的焊盘部的各电极连接。引线管脚65的另一个端部(以下，设为上端部)从容纳箱60的相对于凹部60a侧相反的一侧向上方(插口壳体部54侧)突出。
具体而言，多个引线管脚65中的、作为电源端子、接地端子以及输出端子的各引线管脚(以下，设为第一引线管脚)65a的下端部分别与压力传感器元件的各电极电连接。第一引线管脚65a的上端部贯穿内壳体部53的贯通孔53b。多个引线管脚65中的、剩余的引线管脚(以下，设为第二引线管脚)65b的下端部分别与预定的控制电路的各电极连接。第二引线管脚65b用于在物理量传感器装置50的组装过程中进行特性调整、修整，并在特性调整、修整后不被使用。
引线管脚65例如由42合金(42Alloy)形成，或者由含有50wt％左右的镍(Ni)且以剩余的比例含有铁(Fe)的铁镍合金(50Ni-Fe)等金属形成。在容纳箱60的相对于凹部60a侧相反的一侧设置有凹陷部77。凹陷部77具有抑制应力在容纳箱60的贯通孔60b的内部的绝缘性部件66集中的功能。螺纹部52由例如SUS(Steel Special Use Stainless：不锈钢材料)等金属形成。
在螺纹部52的中心设置有作为被压力测定气体的空气和/或作为被压力测定液体的油(oil)等被测定介质沿纵向(引线管脚65的轴向)通过的贯通孔(导入孔)73。螺纹部52的一个开放端处的贯通孔73的开口部为压力导入口74。以螺纹部52的另一个开放端处的贯通孔73的开口部75与容纳箱60的凹部60a对置的方式，容纳箱60隔着隔膜63载置在设置于螺纹部52的另一个开放端的底座部71上。螺纹部52的底座部71、隔膜63以及容纳箱60的层叠位置的周围通过激光焊接进行接合。
隔膜63为有起伏的薄金属板，由例如SUS等金属制成。隔膜63以封闭容纳箱60的凹部60a的开口部和螺纹部52的另一个开放端的方式配置。在由容纳箱60的凹部60a和隔膜63包围的空间填充有向压力传感器芯片61传递压力的硅油等液体(压力介质)70。螺纹部52的底座部71、隔膜63以及容纳箱60的层叠位置(接合部)的周围的符号72为螺纹部52的底座部71与容纳箱60之间的焊接部。符号76为O型环。
内壳体部53是与连接器引脚81一体成形的树脂部件，且呈包围传感器元件51的上方和周围的大致凹部状。内壳体部53通过粘接剂78粘接于容纳箱60的与凹部60a侧相反的一侧的外周部。粘接剂78介于容纳箱60与内壳体部53之间的接触面的大致整个面。在内壳体部53的凹部53e设置有能够收容第二引线管脚65b的深度的槽。该槽的开口形状(第二引线管脚65b的插入口)与后述的贯通孔53b相同。
在内壳体部53的、覆盖传感器元件51的上方的部分(以下，设为上部)53a设置有供第一引线管脚65a贯穿的贯通孔53b。内壳体部53的上部53a相当于图1的树脂引导部11，贯通孔53b相当于图1的树脂引导部11的贯通孔12。在内壳体部53的上部53a一体成形有连接器引脚81。连接器引脚81相当于图1的平板端子1，并在与内壳体部53的上部53a一体化了的水平部81a(参照后述的图6)具有平坦的两面(相当于图1的面1a、1b)。
连接器引脚81是进行物理量传感器装置50与外部的信号交换的信号端子。连接器引脚81的水平部81a具备与内壳体部53的贯通孔53b连接的贯通孔81c。连接器引脚81的贯通孔81c相当于图1的平板端子1的贯通孔2。对于连接器引脚81的构成将在后面进行描述(参照图6～8)。连接器引脚81由例如磷青铜(在铜(Cu)中包含锡(Sn)的合金)、42合金、50Ni-Fe等金属制成，并通过激光焊接以连接器引脚81与引线管脚65彼此熔化融合的方式接合。
插口壳体部54是收容有连接器引脚81的垂直部81b(参照后述的图6)的、与外部布线之间的连接部。插口壳体部54呈包围连接器引脚81的垂直部81b的周围的例如大致筒状。例如，连接器引脚81贯穿插口壳体部54的底部54b的贯通孔54c，并向由插口壳体部54包围的空间55突出。插口壳体部54利用粘接剂(未图示)粘接于内壳体部53的上部53a的上表面的外周部。粘接剂介于内壳体部53与插口壳体部54之间的接触面的大致整个面。
在上述构成的物理量传感器装置50中，如果从压力导入口74导入压力介质，并由压力传感器芯片61的隔膜承受压力，则隔膜变形。然后，压力传感器芯片61的隔膜上的应变计电阻的电阻值变化，并产生与其对应的电压信号。该电压信号通过由灵敏度校正电路、偏移校正电路、温度特性校正电路等调整电路调整后的放大电路进行放大，并从压力传感器芯片61输出。然后，压力传感器芯片61的输出信号介由键合线64、第一引线管脚65a以及连接器引脚81向外部输出。
接下来，对图5所示的物理量传感器装置50的制造方法(组装方法)进行说明。图6～19为示出图5的物理量传感器装置的制造过程中(组装过程中)的状态的说明图。图6仅示出省略了内壳体部53的连接器引脚81。在图6的(1)、图6的(3)中，分别示出从与连接器引脚81的水平部81a的上表面(相当于图1的平板端子1的面1a、1b)平行且彼此正交的方向观察连接器引脚81而得的状态。在图6的(2)中示出从连接器引脚81的水平部81a的上表面侧观察该水平部81a的状态。
首先，参照图6～8对连接器引脚81的构成进行说明。物理量传感器装置50具有至少三个连接器引脚81。多个连接器引脚81中的一个连接器引脚81为提供用于供给电源电压的电源信号的信号端子引脚，并且与作为电源端子的第一引线管脚65a连接。另一个连接器引脚81为用于提取传感器信号的信号端子引脚，并且与作为输出端子的第一引线管脚65a连接。另一个连接器引脚81为用于接地(Ground)的信号端子引脚，并且与作为接地端子的第一引线管脚65a连接。
连接器引脚81具有由埋入到内壳体部53的上部53a的水平部81a和与该水平部81a连结并与该水平部81a正交的垂直部81b构成的大致L字状的截面形状。所有的连接器引脚81也可以在彼此电绝缘的状态下一体化。在使内壳体部53成型时，所有的连接器引脚81固定于内壳体部53的成型用的模具(相当于图2的模具31、32)内的预定位置。通过使树脂材料流入该模具，从而将连接器引脚81一体成形(嵌件成形)于内壳体部53。
连接器引脚81的水平部81a埋入到内壳体部53的上部53a。连接器引脚81的水平部81a的贯通孔81c和该贯通孔81c的周围从内壳体部53的上部53a露出。连接器引脚81的垂直部81b从内壳体部53的上部53a向上方突出并露出。在图7、8中，分别示出一体成形有连接器引脚81的内壳体部53的截面结构和外观。在内壳体部53设置有与其和插口壳体部54之间的接合面嵌合的凹陷53c(图7、图8的(1)、图8的(2))。
内壳体部53的上部53a的贯通孔53b(图8的(2))具有与连接器引脚81的贯通孔81c(参照图6)相同的中心轴，并与连接器引脚81的贯通孔81c连续地呈一个贯通孔。因此，内壳体部53的从插口壳体部54侧观察而得的正面的贯通孔53b与连接器引脚81的贯通孔81c一体化。如后述的图15所示，内壳体部53的从容纳箱60侧观察而得的背面的贯通孔53b为树脂成型而成的贯通孔，并相当于图1的树脂引导部11的贯通孔12。
接下来，参照图9～14对从引线管脚65的安装起到压力介质的注入、封装为止的工序进行说明。在此，以沿着具有大致圆形的平面形状的容纳箱60的外周设置有贯通孔60b的情况为例进行说明。容纳箱60的多个孔中的一个孔为用于注入作为压力介质的油的注入孔60c，剩余的孔为使引线管脚65贯穿的贯通孔60b。如图9所示，在使引线管脚65分别贯穿容纳箱60的各贯通孔60b之后，使玻璃等绝缘性部件66流入到各贯通孔60b而将引线管脚65与容纳箱60接合(气密封装)。
接下来，在容纳箱60的凹部60a的底面的、未设置有贯通孔60b的例如中心涂布粘接剂91。接下来，如图10所示，在容纳箱60的凹部60a的底面的粘接剂91上搭载并粘接压力传感器芯片61。接下来，如图11所示，利用键合线64将压力传感器芯片61的各电极与引线管脚65电连接。接下来，如图12所示，在螺纹部52的底座部71上隔着隔膜63以凹部60a侧成为下(螺纹部52侧)的方式载置容纳箱60，并利用例如激光缝焊将这些部件的层叠部分接合。
接下来，如图13所示，在真空气氛下，从容纳箱60的注入孔60c向容纳箱60的凹部60a和隔膜63所包围的空间注入硅油等液体70。接下来，如图14所示，将例如由SUS等金属制成的金属球92按压于容纳箱60的注入孔60c，并对金属球92施加电压。由此，金属球92被焊接(电阻焊接)于容纳箱60的注入孔60c的开口部，并且液体70被封装于容纳箱60的凹部60a和隔膜63所包围的空间。接下来，利用通常的方法，进行传感器元件51的特性调整、修整。
接下来，利用图15～17，对将内壳体部53和容纳箱60粘接的工序进行说明。在图15的(1)中，示出从一体成形有连接器引脚81的内壳体部53的相对于上部53a的上表面(露出有连接器引脚81的面)相反的一侧的下表面侧观察而得的状态。在图15的(2)中，示出从容纳箱60侧观察焊接于螺纹部52的底座部71上的容纳箱60而得的状态(露出有引线管脚65的面)。如图15所示，在内壳体部53的上部53a设置有多个(在此为3个)贯通孔53b和多个(在此为5个)槽53d。
如图16所示，在容纳箱60的相对于凹部60a侧相反的一侧的外周部涂布粘接剂78(参照图5)，介由粘接剂78将内壳体部53粘接于容纳箱60上。此时，将第一引线管脚65a从下表面侧插入到内壳体部53的上部53a的贯通孔53b，并介由内壳体部53的上部53a的贯通孔53b贯穿于连接器引脚81的贯通孔81c。第一引线管脚65a在连接器引脚81的贯通孔81c与连接器引脚81接触，该连接器引脚81在内壳体部53的上部53a的上表面露出。
此外，将第二引线管脚65b嵌入到内壳体部53的槽53d，来固定内壳体部53的纵向的位置。例如，在使用热固化的粘接剂78的情况下，只要在粘接剂78固化之前，将介由粘接剂78而紧密贴合的内壳体部53和容纳箱60在高温状态下放置即可。此时，通过第二引线管脚65b嵌入到内壳体部53的上部53a的槽53d，从而能够防止粘接剂78热固化时的内壳体部53的脱离，因此，也可以不压住内壳体部53和容纳箱60。
此外，内壳体部53的上部53a的贯通孔53b的侧壁(相当于图1的树脂引导部11的贯通孔12的第二部分12b的侧壁)和连接器引脚81的贯通孔81c的侧壁(相当于图1的平板端子1的贯通孔2的第一部分2a的侧壁)为以相同的预定角度(相当于图1的符号θ2)的倾斜度连续的同一面，在这些贯通孔53b、81c之间的边界不存在像以往结构那样的台阶113(参照图20)。因此，能够防止在内壳体部53与连接器引脚81之间的边界第一引线管脚65a的端部角部卡挂于连接器引脚81而被刮掉。
在该步骤，覆盖连接器引脚81的周围的插口壳体部54不与内壳体部53接合。在图16中，示出粘接后的内壳体部53和容纳箱60的截面。截面为图15的(2)所示的切断线A-A’的位置的截面。应予说明，在图16中，省略了螺纹部52和/或压力传感器芯片61等。接下来，如图17所示，在内壳体部53的贯通孔53b从上方以预定的入射角照射激光93，将第一引线管脚65a的上端部与连接器引脚81的水平部81a的接触部焊接(接合)。
接下来，参照图18对插口壳体部54进行说明。在图18的(1)、(2)中，分别示出插口壳体部54的立体图和截面图。插口壳体部54在与内壳体部53接合的面具有与内壳体部53的凹陷53c嵌合的凸起54a，并与内壳体部53接合而在内部收容连接器引脚81的垂直部81b。插口壳体部54的内部为凹部，并在该凹部的底部54b具有多个贯通孔54c。各自不同的连接器引脚81将贯穿于插口壳体部54的各贯通孔54c。
接下来，参照图19对将插口壳体部54与内壳体部53接合的工序进行说明。如图19所示，利用粘接剂将插口壳体部54与内壳体部53接合。由此，以包围连接器引脚81的周围的方式，在内壳体部53的上部53a的上表面接合有插口壳体部54。此时，各自不同的连接器引脚81贯穿于插口壳体部54的各贯通孔54c。此后，通过在螺纹部52的底座部71的下表面安装O型环76(图5)，从而完成图5所示的物理量传感器装置50。
如以上说明的那样，根据本实施方式，平板端子的贯通孔的侧壁和与平板端子的一个面紧密贴合的树脂引导部的贯通孔的侧壁是以相同的倾斜度连续的同一面，在树脂引导部的贯通孔与平板端子的贯通孔之间的边界不存在像以往结构那样的台阶(相当于图20的符号113)。因此，能够使插入到树脂引导部的贯通孔的端子引脚在树脂引导部与平板端子之间的边界不会卡挂于平板端子，从树脂引导部的贯通孔的侧壁顺畅地移动到平板端子的贯通孔的侧壁而插入到平板端子的贯通孔。
由此，在将端子引脚插入到平板端子的贯通孔时，端子引脚的端部角部不会被平板端子刮掉而产生金属屑，不会在端子引脚的端部产生金属毛刺，能够防止由这些金属屑和/或金属毛刺所引起的短路不良等。由此，能够提高产品(半导体封装)质量。此外，根据实施方式，能够以用于使壳体部成型的模具的同一面(下部模具的突出部的侧面)，使平板端子的贯通孔的侧壁与紧密贴合于平板端子的一个面的树脂引导部的贯通孔的侧壁成为相同倾斜度的同一面，因此，树脂引导部容易成型。
以上，本发明不限于上述实施方式，而能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。例如，本发明能够应用于具备由平板端子和端子引脚构成的金属构件的各种构成的半导体封装，该平板端子具有贯穿平坦的两面之间的贯通孔，该端子引脚贯穿该平板端子的贯通孔而焊接于该平板端子。此外，半导体封装的壳体部的形状和外观根据半导体封装的用途进行各种变更。半导体封装件的壳体部也可以不分割为插口壳体部和内壳体部。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的半导体封装、树脂成型品以及树脂成型品的成型方法对于具备平板端子和贯穿该平板端子的贯通孔而与该平板端子接合的端子引脚的半导体封装有用，特别适合于物理传感器装置。

Claims (8)

1.一种树脂成型品，其特征在于，具备：
平板状的平板端子，其具有平坦的两面；
第一贯通孔，其贯穿所述平板端子的两面之间，供与所述平板端子接合的棒状的端子引脚贯穿；
引导部，其以树脂为材料一体成形于所述平板端子的一个面；以及
第二贯通孔，其具有与所述第一贯通孔相同的中心轴，并贯穿所述引导部而形成与所述第一贯通孔连续的一个孔，
所述孔为从所述第二贯通孔侧的开放端朝向所述第一贯通孔侧的开放端宽度逐渐变窄的锥形形状，
所述第二贯通孔的侧壁与所述第一贯通孔的侧壁为以相同角度连续的同一面。
2.根据权利要求1所述的树脂成型品，其特征在于，
所述第二贯通孔的侧壁的角度为0°以上且30°以下。
3.根据权利要求1或2所述的树脂成型品，其特征在于，
所述第二贯通孔的远离所述第一贯通孔的部分，侧壁的角度比与所述第一贯通孔连续的部分的侧壁的角度大。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂成型品，其特征在于，
所述第一贯通孔的远离所述第二贯通孔的部分，宽度比与所述第二贯通孔连续的部分的宽度窄，且宽度均匀。
5.一种半导体封装，其特征在于，具备：
权利要求1至4中任一项所述的树脂成型品；
半导体芯片；
收容部，其以树脂为材料与所述平板端子一体成形，并收容所述半导体芯片；
所述引导部，其为所述收容部的一部分；以及
所述端子引脚，其贯穿所述第二贯通孔和所述第一贯通孔并在所述平板端子的另一个面露出，
所述端子引脚的一个端部在所述平板端子的另一个面接合于所述平板端子，
所述端子引脚的另一个端部与所述半导体芯片的电极电连接。
6.根据权利要求5所述的半导体封装，其特征在于，
所述端子引脚在远离所述引导部的部分与所述平板端子的所述第一贯通孔的侧壁接触。
7.一种树脂成型品的成型方法，其特征在于，所述树脂成型品具备：平板状的平板端子，其具有平坦的两面；第一贯通孔，其贯穿所述平板端子的两面之间，供与所述平板端子接合的棒状的端子引脚贯穿；引导部，其一体成形于所述平板端子的一个面；以及第二贯通孔，其具有与所述第一贯通孔相同的中心轴，并贯穿所述引导部而形成与所述第一贯通孔连续的一个孔，所述树脂成型品的成型方法包括：
第一工序，在另一面被第一模具支承的所述平板端子的一个面与第二模具之间形成外形与所述引导部的外形相同的空间；以及
第二工序，使树脂流入所述空间进行填充并固化，形成一体成形于所述平板端子的一个面的所述引导部，
所述第二模具在所述引导部的成型所述第二贯通孔的位置具有锥形形状的突出部，所述突出部向所述平板端子的一个面侧突出且随着接近所述平板端子而宽度变窄，
在所述第一工序中，将所述第二模具的所述突出部从所述平板端子的一个面侧插入到所述平板端子的所述第一贯通孔而压接于所述第一贯通孔的开放端，利用所述突出部支承所述平板端子，并且将所述平板端子的所述第一贯通孔的由所述突出部压接的侧壁的角度形成为与所述突出部的侧面相同的角度。
8.根据权利要求7所述的树脂成型品的成型方法，其特征在于，
所述突出部的侧面的角度为0°以上且30°以下。
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