JP2004273788A - 電子装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体素子およびこの半導体素子に対してワイヤを介して電気的な接続がなされた部材をモールド樹脂で封止してなる樹脂封止型電子装置において、ワイヤ間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供する。
【解決手段】回路基板10に複数個の半導体素子20を搭載するとともに、回路基板10、半導体素子20およびリードフレーム40の間を導電性のワイヤ50を介して電気的に接続し、これらをモールド樹脂60で包み込むように封止してなる電子装置の製造方法において、回路基板10、半導体素子20およびリードフレーム40の間をワイヤ50を介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設する第2の工程と、しかる後、回路基板10、半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する第3の工程と備える。
【選択図】 図1
【解決手段】回路基板10に複数個の半導体素子20を搭載するとともに、回路基板10、半導体素子20およびリードフレーム40の間を導電性のワイヤ50を介して電気的に接続し、これらをモールド樹脂60で包み込むように封止してなる電子装置の製造方法において、回路基板10、半導体素子20およびリードフレーム40の間をワイヤ50を介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設する第2の工程と、しかる後、回路基板10、半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する第3の工程と備える。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤを介して互いに接続された電子素子および他の部材をモールド樹脂で封止してなる樹脂封止型電子装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の樹脂封止型電子装置は、ワイヤを介して互いに接続された電子素子および他の部材をモールド樹脂で封止してなるものであり、一般にハイブリッドICやモノリシックICの回路装置に適用される。
【0003】
ここで、図4、図5に、それぞれ従来のハイブリッドICとしての樹脂封止型電子装置、モノリシックICとしての樹脂封止型電子装置の構成を示す。なお、これら図4および図5のそれぞれにおいて、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A線に沿った概略断面図である。
【0004】
図4に示されるハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置においては、回路基板10に半導体素子20や抵抗30等の複数個の電子素子20、30が搭載されている。
【0005】
また、回路基板10の周囲には複数本のリードフレーム40が配置されており、回路基板10、電子素子のうちの半導体素子20およびリードフレーム40の間が導電性のワイヤ50を介して電気的に接続されている。そして、回路基板10、電子素子20、30、リードフレーム40およびワイヤ50は、モールド樹脂60で包み込むように封止されている。
【0006】
このようなハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置は、一般に、電子素子20、30が搭載された回路基板10およびリードフレーム40を用意し、電子素子20と回路基板10との間および回路基板10とリードフレーム40との間にてワイヤボンディングを行ってワイヤ50による結線を行った後、このものを成形型に投入し、樹脂成形を行うことにより製造される。
【0007】
一方、図5に示されるモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置においては、1個の電子素子としての半導体素子20とリードフレーム40とが導電性のワイヤ50を介して電気的に接続されており、これら半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50がモールド樹脂60で包み込むように封止されている。
【0008】
このモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置も、一般に、電子素子20とリードフレーム40との間にてワイヤボンディングを行ってワイヤ50による結線を行った後、このものを成形型に投入し、樹脂成形を行うことにより製造される。
【0009】
ところで、近年、電子装置の高機能化、高級化に伴い、搭載されるIC等の電子素子の高集積化が進められている。このような高集積化に伴い、ワイヤ長が長くなる傾向がある。
【0010】
具体的には、図4(a)や図5(a)に示すように、電子素子としての半導体素子20の高集積化によってワイヤボンディングランドの配置スペースが不足し、該ランドを半導体素子20の外周部に配置するだけでは足りず、半導体素子20の中央部側に配置するようになってきている。
【0011】
それに伴って、半導体素子20の中央部にて結線されたワイヤ50では、そのワイヤ長が長くなり、モールド樹脂60の成形時に成形型内の樹脂の流れによって、ワイヤ50が横に流れやすくなり、隣のワイヤ50とショートする不具合が発生してきている。
【0012】
このような問題に対して、従来では、ワイヤ50の表面を絶縁性の樹脂材料で被覆することにより、モールド樹脂の成形時にワイヤ50が流れたとしても隣のワイヤ50とのショートを防止するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0013】
【特許文献1】
特開平2−266541号公報
【0014】
【特許文献2】
特開平8−316264号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したワイヤの表面を絶縁性の樹脂材料で被覆する方法では、当該樹脂材料を配設するにあたって、あらかじめワイヤに対して樹脂材料による被覆を施し、その後、樹脂で被覆されたワイヤを用いてワイヤボンディングを行うようにしている。
【0016】
そのため、ワイヤボンディングの際に生じる熱や応力等によって、ワイヤ表面の樹脂材料が炭化したり、盛り上がったりする等、樹脂の変質が生じる。すると、せっかくワイヤ表面を樹脂で被覆しても、それによる効果が低減してしまうことになる。
【0017】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、電子素子およびこの電子素子に対してワイヤを介して電気的な接続がなされた部材をモールド樹脂で封止してなる樹脂封止型電子装置において、ワイヤ間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、回路基板(10)に複数個の電子素子(20、30)を搭載するとともに回路基板の周囲にリードフレーム(40)を配置し、回路基板、電子素子およびリードフレームの間を導電性のワイヤ(50)を介して電気的に接続し、回路基板、電子素子、リードフレームおよびワイヤをモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる電子装置の製造方法において、回路基板、電子素子およびリードフレームの間をワイヤを介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤの表面に絶縁性樹脂部材(70)を塗布して配設する第2の工程と、しかる後、回路基板、電子素子、リードフレームおよびワイヤをモールド樹脂にて封止する第3の工程と備えることを特徴とする。
【0019】
本発明はハイブリッドICタイプのものに用いて好適である。そして、本発明によれば、第3の工程すなわちモールド樹脂(60)の成形時には、ワイヤ(50)の表面が絶縁性樹脂部材(70)で被覆されているため、モールド樹脂(60)の成形時にワイヤ(50)が流れたとしても隣のワイヤ(50)と接触して電気的にショートするのを防止することができる。
【0020】
また、第1の工程すなわちワイヤ(50)の接続工程の後に、ワイヤ(50)の表面に絶縁性樹脂部材(70)を塗布して配設するため、このワイヤ接続時に生じる熱や応力等により、絶縁性樹脂部材(70)が変質することは無くなる。よって、本発明によれば、ワイヤ間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することができる。
【0021】
ここで、請求項2に記載の発明のように、上記第2の工程では、ワイヤ(50)の表面に加えて回路基板(10)の表面にも絶縁性樹脂部材(70)を同時に塗布するようにしてもよい。
【0022】
それによれば、回路基板(10)とモールド樹脂(60)との界面にも絶縁性樹脂部材(70)が介在するため、結果的に、回路基板(10)とモールド樹脂(60)との密着性を向上させることができる。
【0023】
また、第2の工程において、ワイヤ(50)の表面および回路基板(10)の表面に絶縁性樹脂部材(70)を同時に塗布するため、回路基板(10)の表面への絶縁性樹脂部材(70)の配設について、新たな工程を設けることは不要であり、工程数が増加することはない。
【0024】
また、請求項3に記載の発明では、電子素子(20)とリードフレーム(40)とを導電性のワイヤ(50)を介して電気的に接続し、電子素子、リードフレームおよびワイヤをモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる電子装置の製造方法において、電子素子とリードフレームとの間をワイヤを介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤの表面および電子素子の表面に絶縁性樹脂部材(70)を同時に塗布して配設する第2の工程と、しかる後、電子素子、リードフレームおよびワイヤをモールド樹脂にて封止する第3の工程と備えることを特徴とする。
【0025】
本発明はモノリシックICタイプのものに用いて好適である。そして、本発明によれば、第3の工程すなわちモールド樹脂(60)の成形時には、ワイヤ(50)の表面が絶縁性樹脂部材(70)で被覆されているため、モールド樹脂(60)の成形時にワイヤ(50)が流れたとしても隣のワイヤ(50)と接触して電気的にショートするのを防止することができる。
【0026】
また、第1の工程すなわちワイヤ(50)の接続工程の後に、ワイヤ(50)の表面に絶縁性樹脂部材(70)を塗布して配設するため、このワイヤ接続時に生じる熱や応力等により、絶縁性樹脂部材(70)が変質することは無くなる。
【0027】
また、本発明では、電子素子(20)とモールド樹脂(60)との界面にも絶縁性樹脂部材(70)が介在するため、結果的に、電子素子(20)とモールド樹脂(60)との密着性を向上させることができる。このように、本発明によれば、ワイヤ間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することができる。
【0028】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態相互において同一の部分には、図中、同一符号を付してある。
【0030】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置S1の構成を示す図である。図1において、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A線に沿った概略断面図である。
【0031】
この樹脂封止型電子装置S1においては、回路基板10に半導体素子20や抵抗30等の複数個の電子素子20、30が搭載されている。回路基板10は、セラミック基板やプリント基板等からなるものであり、本例ではアルミナ基板により構成されている。
【0032】
半導体素子20は、例えば、シリコンチップにトランジスタ等の素子が形成されてなるICチップからなり、低電流にて使用されるICチップから高電流にて使用されるパワーIC等、さまざまな半導体素子を用いることができる。また、半導体素子20以外の電子素子としては、図1では抵抗30が示されているが、抵抗以外にも、コンデンサ等種々の部品を採用できる。
【0033】
回路基板10の周囲には複数本のリードフレーム40が配置されており、ここでは、回路基板10自身はリードフレーム40のアイランド部40aに接着剤等を介して搭載され固定されている。このリードフレーム40は、銅合金やニッケル合金等の金属からなる一般的なものを採用できる。
【0034】
そして、回路基板10、電子素子のうちの半導体素子20およびリードフレーム40の間が導電性のワイヤ50を介して電気的に接続されている。このワイヤ50は、比較的低電流用の金の細線や、比較的大電流用のアルミの太線等を混在して採用することができる。
【0035】
本例では、このワイヤ50は、半導体素子20の図示しない電極と回路基板10の図示しない電極との間、および、回路基板10の図示しない電極とリードフレーム40との間を結線している。なお、場合によっては、半導体素子20同士や半導体素子20とリードフレーム40との間がワイヤ50にて結線されていてもよい。
【0036】
そして、回路基板10、電子素子20、30、リードフレーム40およびワイヤ50は、モールド樹脂60で包み込むように封止されている。このモールド樹脂60は、一般に用いられているエポキシ系樹脂等のモールド樹脂材料からなるものである。
【0037】
さらに、本実施形態では、各々のワイヤ50の表面が絶縁性樹脂部材70により被覆されている。つまり、ワイヤ50とモールド樹脂60との間には絶縁性樹脂部材70が介在した形となっている。
【0038】
この絶縁性樹脂部材70は、電気的に絶縁性を有する樹脂部材であり、例えば、ポリアミドやポリイミド等が採用される。これらの樹脂は、塗布、硬化によりワイヤ50の表面への配設が可能であり、モールド樹脂60との密着性に優れた樹脂材料である。本例では、絶縁性樹脂部材70として、ポリアミドを採用している。
【0039】
このようなハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置S1は、次のようにして製造される。まず、電子素子20、30が搭載された回路基板10およびリードフレーム40を用意する。
【0040】
回路基板10には、はんだや銀ペースト等の導電性接着剤等を介して電子素子20、30を搭載し固定する。そして、回路基板10を接着剤等によりリードフレーム40のアイランド部40aに取り付け固定する。
【0041】
その後、回路基板10、電子素子20およびリードフレーム40の間をワイヤ50を介して電気的に接続する工程を行う。具体的には、半導体素子20と回路基板10との間および回路基板10とリードフレーム40との間にてワイヤボンディングを行ってワイヤ50による結線を行う。
【0042】
続いて、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設する工程を行う。具体的には、ワイヤ50に対して液状の絶縁性樹脂材料をディスペンス法等により塗布し、熱を加えて硬化させることにより、絶縁性樹脂部材70が形成される。
【0043】
その後、絶縁性樹脂部材70まで形成されたワークを成形型に投入し、樹脂成形を行う。これにより、回路基板10、電子素子20、30、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する工程が行われ、樹脂封止型電子装置S1ができあがる。
【0044】
ところで、本実施形態によれば、ハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置の製造方法において、回路基板10、電子素子20およびリードフレーム40の間をワイヤ50を介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設する第2の工程と、しかる後、回路基板10、電子素子20、30、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する第3の工程と備える製造方法が提供される。
【0045】
それによれば、第3の工程すなわちモールド樹脂60の成形時には、ワイヤ50の表面が絶縁性樹脂部材70で被覆されているため、モールド樹脂60の成形時にワイヤ50が流れたとしても隣のワイヤ50と接触して電気的にショートするのを防止することができる。
【0046】
また、第1の工程すなわちワイヤ50の接続工程の後に、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設するため、このワイヤ接続時に生じる熱や応力等により、絶縁性樹脂部材70における炭化や盛り上り等といった樹脂の変質が発生することは無くなる。よって、本実施形態によれば、ワイヤ50間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することができる。
【0047】
また、本実施形態では、ハイブリッドICを対象にしているが、次のような理由から、ハイブリッドICタイプの場合、モノリシックICタイプのものに比べて、絶縁性樹脂部材70の被覆によるワイヤ50間のショート防止対策を行う意味は大きい。
【0048】
まず、ハイブリッドICの場合、モノリシックICよりも大電流を流すため、ワイヤ50間でショートした場合、ただ単にICが動作しなくなるだけでなく、ワイヤ50の断線や最悪の場合、高発熱による発火も考えられる。そのため、ショート防止技術がより重要となってくる。
【0049】
また、ハイブリッドICの場合、モノリシックICよりも高電圧で使われることが多く、異なるワイヤ50間の電位差が大きいため、ショート防止技術が重要である。
【0050】
さらに、ハイブリッドICの場合、電流を流す量がワイヤ50や電子素子20により異なるため、ワイヤ50としては、金等の細線だけでなく、同時にアルミ等の太線も用いることもある。そのため、モールド時のワイヤ50のたるみが、線の太さ、材質によって異なり、よりワイヤ50がショートする危険性が高く、ショート防止技術が重要である。
【0051】
また、ワイヤ50とモールド樹脂60とは元来、密着性が低いものであるが、電子素子20、30の高集積化に伴い、ワイヤ50とワイヤ50との間隔が短くなってきており、ワイヤ50とモールド樹脂60との界面に起因する剥離やクラックも懸念されてきている。
【0052】
その点、本実施形態の製造方法では、ワイヤ50の表面を絶縁性樹脂部材70にて被覆することにより、結果的に、この絶縁性樹脂部材70を介してワイヤ50とモールド樹脂60との密着性が向上する。そのため、ワイヤ50とモールド樹脂60との界面に発生する剥離やクラック等の抑制が図れるという利点もある。
【0053】
また、図2は、本実施形態の変形例としての樹脂封止型電子装置S1の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【0054】
この図2に示す樹脂封止型電子装置S1では、ワイヤ50の表面に加えて回路基板10の表面にも絶縁性樹脂部材70が配設され、回路基板10の表面も絶縁性樹脂部材70にて被覆されている。つまり、回路基板10とモールド樹脂60との間には絶縁性樹脂部材70が介在した形となっている。
【0055】
このような図2に示す樹脂封止型電子装置S1は、上記第2の工程において、ワイヤ50の表面に加えて回路基板10の表面にも絶縁性樹脂部材70を同時に塗布することにより、製造される。その塗布方法は、上記したディスペンス法等により可能である。
【0056】
それによれば、回路基板10とモールド樹脂60との界面にも絶縁性樹脂部材70が介在するため、結果的に、回路基板10とモールド樹脂60との密着性を向上させることができる。
【0057】
また、第2の工程において、ワイヤ50の表面および回路基板10の表面に絶縁性樹脂部材70を同時に塗布するため、回路基板10の表面への絶縁性樹脂部材70の配設について、新たな工程を設けることは不要であり、工程数が増加することはない。
【0058】
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態に係るモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置S2の構成を示す図である。図3において、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A線に沿った概略断面図である。
【0059】
この樹脂封止型電子装置S2においては、1個の電子素子としての半導体素子20が、リードフレーム40のアイランド部40aに銀ペーストや接着剤等を介して搭載され固定されている。
【0060】
そして、半導体素子20の図示しない電極とリードフレーム40とが導電性のワイヤ50を介して電気的に接続されている。ここでは、主としてワイヤ50は金の細線を採用している。そして、これら半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50がモールド樹脂60で包み込むように封止されている。
【0061】
ここで、本実施形態では、各々のワイヤ50の表面が絶縁性樹脂部材70により被覆されているとともに、半導体素子20の表面も絶縁性樹脂部材70により被覆されている。つまり、ワイヤ50とモールド樹脂60との間および半導体素子20とモールド樹脂60との間に絶縁性樹脂部材70が介在した形となっている。
【0062】
このようなモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置S2は、次のようにして製造される。まず、電子素子としての半導体素子20がアイランド部40aに搭載された回路基板10およびリードフレーム40を用意する。
【0063】
その後、半導体素子20とリードフレーム40との間をワイヤ50を介して電気的に接続する工程を行う。具体的には、半導体素子20ととリードフレーム40との間にてワイヤボンディングを行ってワイヤ50による結線を行う。
【0064】
続いて、ワイヤ50の表面および半導体素子20の表面に絶縁性樹脂部材70を同時に塗布して配設する工程を行う。具体的には、上記したディスペンス法等による塗布、熱硬化を行うことにより、絶縁性樹脂部材70が形成される。
【0065】
その後、樹脂成形を行うことで、半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する工程が行われ、図3に示すモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置S2ができあがる。
【0066】
ところで、本実施形態によれば、モノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置の製造方法において、半導体素子20とリードフレーム40との間をワイヤ50を介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤ50の表面および半導体素子20の表面に絶縁性樹脂部材70を同時に塗布して配設する第2の工程と、しかる後、半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する第3の工程と備える製造方法が提供される。
【0067】
それによれば、上記実施形態と同様、第3の工程すなわちモールド樹脂60の成形時には、ワイヤ50の表面が絶縁性樹脂部材70で被覆されているため、モールド樹脂60の成形時にワイヤ50が流れたとしても隣のワイヤ50と接触して電気的にショートするのを防止することができる。
【0068】
また、第1の工程すなわちワイヤ50の接続工程の後に、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設するため、このワイヤ接続時に生じる熱や応力等により、絶縁性樹脂部材70が変質することは無くなる。
【0069】
また、本実施形態では、半導体素子20とモールド樹脂60との界面にも絶縁性樹脂部材70が介在するため、結果的に、半導体素子20とモールド樹脂60との密着性を向上させることができる。このように、本実施形態によっても、ワイヤ50間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【図2】上記第1実施形態の変形例としての樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【図4】従来のハイブリッドICとしての樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【図5】従来のモノリシックICとしての樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【符号の説明】
10…回路基板、20…電子素子としての半導体素子、
30…電子素子としての抵抗、40…リードフレーム、50…ワイヤ、
60…モールド樹脂、70…絶縁性樹脂部材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤを介して互いに接続された電子素子および他の部材をモールド樹脂で封止してなる樹脂封止型電子装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の樹脂封止型電子装置は、ワイヤを介して互いに接続された電子素子および他の部材をモールド樹脂で封止してなるものであり、一般にハイブリッドICやモノリシックICの回路装置に適用される。
【0003】
ここで、図4、図5に、それぞれ従来のハイブリッドICとしての樹脂封止型電子装置、モノリシックICとしての樹脂封止型電子装置の構成を示す。なお、これら図4および図5のそれぞれにおいて、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A線に沿った概略断面図である。
【0004】
図4に示されるハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置においては、回路基板10に半導体素子20や抵抗30等の複数個の電子素子20、30が搭載されている。
【0005】
また、回路基板10の周囲には複数本のリードフレーム40が配置されており、回路基板10、電子素子のうちの半導体素子20およびリードフレーム40の間が導電性のワイヤ50を介して電気的に接続されている。そして、回路基板10、電子素子20、30、リードフレーム40およびワイヤ50は、モールド樹脂60で包み込むように封止されている。
【0006】
このようなハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置は、一般に、電子素子20、30が搭載された回路基板10およびリードフレーム40を用意し、電子素子20と回路基板10との間および回路基板10とリードフレーム40との間にてワイヤボンディングを行ってワイヤ50による結線を行った後、このものを成形型に投入し、樹脂成形を行うことにより製造される。
【0007】
一方、図5に示されるモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置においては、1個の電子素子としての半導体素子20とリードフレーム40とが導電性のワイヤ50を介して電気的に接続されており、これら半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50がモールド樹脂60で包み込むように封止されている。
【0008】
このモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置も、一般に、電子素子20とリードフレーム40との間にてワイヤボンディングを行ってワイヤ50による結線を行った後、このものを成形型に投入し、樹脂成形を行うことにより製造される。
【0009】
ところで、近年、電子装置の高機能化、高級化に伴い、搭載されるIC等の電子素子の高集積化が進められている。このような高集積化に伴い、ワイヤ長が長くなる傾向がある。
【0010】
具体的には、図4(a)や図5(a)に示すように、電子素子としての半導体素子20の高集積化によってワイヤボンディングランドの配置スペースが不足し、該ランドを半導体素子20の外周部に配置するだけでは足りず、半導体素子20の中央部側に配置するようになってきている。
【0011】
それに伴って、半導体素子20の中央部にて結線されたワイヤ50では、そのワイヤ長が長くなり、モールド樹脂60の成形時に成形型内の樹脂の流れによって、ワイヤ50が横に流れやすくなり、隣のワイヤ50とショートする不具合が発生してきている。
【0012】
このような問題に対して、従来では、ワイヤ50の表面を絶縁性の樹脂材料で被覆することにより、モールド樹脂の成形時にワイヤ50が流れたとしても隣のワイヤ50とのショートを防止するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0013】
【特許文献1】
特開平2−266541号公報
【0014】
【特許文献2】
特開平8−316264号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したワイヤの表面を絶縁性の樹脂材料で被覆する方法では、当該樹脂材料を配設するにあたって、あらかじめワイヤに対して樹脂材料による被覆を施し、その後、樹脂で被覆されたワイヤを用いてワイヤボンディングを行うようにしている。
【0016】
そのため、ワイヤボンディングの際に生じる熱や応力等によって、ワイヤ表面の樹脂材料が炭化したり、盛り上がったりする等、樹脂の変質が生じる。すると、せっかくワイヤ表面を樹脂で被覆しても、それによる効果が低減してしまうことになる。
【0017】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、電子素子およびこの電子素子に対してワイヤを介して電気的な接続がなされた部材をモールド樹脂で封止してなる樹脂封止型電子装置において、ワイヤ間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、回路基板(10)に複数個の電子素子(20、30)を搭載するとともに回路基板の周囲にリードフレーム(40)を配置し、回路基板、電子素子およびリードフレームの間を導電性のワイヤ(50)を介して電気的に接続し、回路基板、電子素子、リードフレームおよびワイヤをモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる電子装置の製造方法において、回路基板、電子素子およびリードフレームの間をワイヤを介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤの表面に絶縁性樹脂部材(70)を塗布して配設する第2の工程と、しかる後、回路基板、電子素子、リードフレームおよびワイヤをモールド樹脂にて封止する第3の工程と備えることを特徴とする。
【0019】
本発明はハイブリッドICタイプのものに用いて好適である。そして、本発明によれば、第3の工程すなわちモールド樹脂(60)の成形時には、ワイヤ(50)の表面が絶縁性樹脂部材(70)で被覆されているため、モールド樹脂(60)の成形時にワイヤ(50)が流れたとしても隣のワイヤ(50)と接触して電気的にショートするのを防止することができる。
【0020】
また、第1の工程すなわちワイヤ(50)の接続工程の後に、ワイヤ(50)の表面に絶縁性樹脂部材(70)を塗布して配設するため、このワイヤ接続時に生じる熱や応力等により、絶縁性樹脂部材(70)が変質することは無くなる。よって、本発明によれば、ワイヤ間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することができる。
【0021】
ここで、請求項2に記載の発明のように、上記第2の工程では、ワイヤ(50)の表面に加えて回路基板(10)の表面にも絶縁性樹脂部材(70)を同時に塗布するようにしてもよい。
【0022】
それによれば、回路基板(10)とモールド樹脂(60)との界面にも絶縁性樹脂部材(70)が介在するため、結果的に、回路基板(10)とモールド樹脂(60)との密着性を向上させることができる。
【0023】
また、第2の工程において、ワイヤ(50)の表面および回路基板(10)の表面に絶縁性樹脂部材(70)を同時に塗布するため、回路基板(10)の表面への絶縁性樹脂部材(70)の配設について、新たな工程を設けることは不要であり、工程数が増加することはない。
【0024】
また、請求項3に記載の発明では、電子素子(20)とリードフレーム(40)とを導電性のワイヤ(50)を介して電気的に接続し、電子素子、リードフレームおよびワイヤをモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる電子装置の製造方法において、電子素子とリードフレームとの間をワイヤを介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤの表面および電子素子の表面に絶縁性樹脂部材(70)を同時に塗布して配設する第2の工程と、しかる後、電子素子、リードフレームおよびワイヤをモールド樹脂にて封止する第3の工程と備えることを特徴とする。
【0025】
本発明はモノリシックICタイプのものに用いて好適である。そして、本発明によれば、第3の工程すなわちモールド樹脂(60)の成形時には、ワイヤ(50)の表面が絶縁性樹脂部材(70)で被覆されているため、モールド樹脂(60)の成形時にワイヤ(50)が流れたとしても隣のワイヤ(50)と接触して電気的にショートするのを防止することができる。
【0026】
また、第1の工程すなわちワイヤ(50)の接続工程の後に、ワイヤ(50)の表面に絶縁性樹脂部材(70)を塗布して配設するため、このワイヤ接続時に生じる熱や応力等により、絶縁性樹脂部材(70)が変質することは無くなる。
【0027】
また、本発明では、電子素子(20)とモールド樹脂(60)との界面にも絶縁性樹脂部材(70)が介在するため、結果的に、電子素子(20)とモールド樹脂(60)との密着性を向上させることができる。このように、本発明によれば、ワイヤ間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することができる。
【0028】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態相互において同一の部分には、図中、同一符号を付してある。
【0030】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置S1の構成を示す図である。図1において、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A線に沿った概略断面図である。
【0031】
この樹脂封止型電子装置S1においては、回路基板10に半導体素子20や抵抗30等の複数個の電子素子20、30が搭載されている。回路基板10は、セラミック基板やプリント基板等からなるものであり、本例ではアルミナ基板により構成されている。
【0032】
半導体素子20は、例えば、シリコンチップにトランジスタ等の素子が形成されてなるICチップからなり、低電流にて使用されるICチップから高電流にて使用されるパワーIC等、さまざまな半導体素子を用いることができる。また、半導体素子20以外の電子素子としては、図1では抵抗30が示されているが、抵抗以外にも、コンデンサ等種々の部品を採用できる。
【0033】
回路基板10の周囲には複数本のリードフレーム40が配置されており、ここでは、回路基板10自身はリードフレーム40のアイランド部40aに接着剤等を介して搭載され固定されている。このリードフレーム40は、銅合金やニッケル合金等の金属からなる一般的なものを採用できる。
【0034】
そして、回路基板10、電子素子のうちの半導体素子20およびリードフレーム40の間が導電性のワイヤ50を介して電気的に接続されている。このワイヤ50は、比較的低電流用の金の細線や、比較的大電流用のアルミの太線等を混在して採用することができる。
【0035】
本例では、このワイヤ50は、半導体素子20の図示しない電極と回路基板10の図示しない電極との間、および、回路基板10の図示しない電極とリードフレーム40との間を結線している。なお、場合によっては、半導体素子20同士や半導体素子20とリードフレーム40との間がワイヤ50にて結線されていてもよい。
【0036】
そして、回路基板10、電子素子20、30、リードフレーム40およびワイヤ50は、モールド樹脂60で包み込むように封止されている。このモールド樹脂60は、一般に用いられているエポキシ系樹脂等のモールド樹脂材料からなるものである。
【0037】
さらに、本実施形態では、各々のワイヤ50の表面が絶縁性樹脂部材70により被覆されている。つまり、ワイヤ50とモールド樹脂60との間には絶縁性樹脂部材70が介在した形となっている。
【0038】
この絶縁性樹脂部材70は、電気的に絶縁性を有する樹脂部材であり、例えば、ポリアミドやポリイミド等が採用される。これらの樹脂は、塗布、硬化によりワイヤ50の表面への配設が可能であり、モールド樹脂60との密着性に優れた樹脂材料である。本例では、絶縁性樹脂部材70として、ポリアミドを採用している。
【0039】
このようなハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置S1は、次のようにして製造される。まず、電子素子20、30が搭載された回路基板10およびリードフレーム40を用意する。
【0040】
回路基板10には、はんだや銀ペースト等の導電性接着剤等を介して電子素子20、30を搭載し固定する。そして、回路基板10を接着剤等によりリードフレーム40のアイランド部40aに取り付け固定する。
【0041】
その後、回路基板10、電子素子20およびリードフレーム40の間をワイヤ50を介して電気的に接続する工程を行う。具体的には、半導体素子20と回路基板10との間および回路基板10とリードフレーム40との間にてワイヤボンディングを行ってワイヤ50による結線を行う。
【0042】
続いて、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設する工程を行う。具体的には、ワイヤ50に対して液状の絶縁性樹脂材料をディスペンス法等により塗布し、熱を加えて硬化させることにより、絶縁性樹脂部材70が形成される。
【0043】
その後、絶縁性樹脂部材70まで形成されたワークを成形型に投入し、樹脂成形を行う。これにより、回路基板10、電子素子20、30、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する工程が行われ、樹脂封止型電子装置S1ができあがる。
【0044】
ところで、本実施形態によれば、ハイブリッドICタイプの樹脂封止型電子装置の製造方法において、回路基板10、電子素子20およびリードフレーム40の間をワイヤ50を介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設する第2の工程と、しかる後、回路基板10、電子素子20、30、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する第3の工程と備える製造方法が提供される。
【0045】
それによれば、第3の工程すなわちモールド樹脂60の成形時には、ワイヤ50の表面が絶縁性樹脂部材70で被覆されているため、モールド樹脂60の成形時にワイヤ50が流れたとしても隣のワイヤ50と接触して電気的にショートするのを防止することができる。
【0046】
また、第1の工程すなわちワイヤ50の接続工程の後に、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設するため、このワイヤ接続時に生じる熱や応力等により、絶縁性樹脂部材70における炭化や盛り上り等といった樹脂の変質が発生することは無くなる。よって、本実施形態によれば、ワイヤ50間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することができる。
【0047】
また、本実施形態では、ハイブリッドICを対象にしているが、次のような理由から、ハイブリッドICタイプの場合、モノリシックICタイプのものに比べて、絶縁性樹脂部材70の被覆によるワイヤ50間のショート防止対策を行う意味は大きい。
【0048】
まず、ハイブリッドICの場合、モノリシックICよりも大電流を流すため、ワイヤ50間でショートした場合、ただ単にICが動作しなくなるだけでなく、ワイヤ50の断線や最悪の場合、高発熱による発火も考えられる。そのため、ショート防止技術がより重要となってくる。
【0049】
また、ハイブリッドICの場合、モノリシックICよりも高電圧で使われることが多く、異なるワイヤ50間の電位差が大きいため、ショート防止技術が重要である。
【0050】
さらに、ハイブリッドICの場合、電流を流す量がワイヤ50や電子素子20により異なるため、ワイヤ50としては、金等の細線だけでなく、同時にアルミ等の太線も用いることもある。そのため、モールド時のワイヤ50のたるみが、線の太さ、材質によって異なり、よりワイヤ50がショートする危険性が高く、ショート防止技術が重要である。
【0051】
また、ワイヤ50とモールド樹脂60とは元来、密着性が低いものであるが、電子素子20、30の高集積化に伴い、ワイヤ50とワイヤ50との間隔が短くなってきており、ワイヤ50とモールド樹脂60との界面に起因する剥離やクラックも懸念されてきている。
【0052】
その点、本実施形態の製造方法では、ワイヤ50の表面を絶縁性樹脂部材70にて被覆することにより、結果的に、この絶縁性樹脂部材70を介してワイヤ50とモールド樹脂60との密着性が向上する。そのため、ワイヤ50とモールド樹脂60との界面に発生する剥離やクラック等の抑制が図れるという利点もある。
【0053】
また、図2は、本実施形態の変形例としての樹脂封止型電子装置S1の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【0054】
この図2に示す樹脂封止型電子装置S1では、ワイヤ50の表面に加えて回路基板10の表面にも絶縁性樹脂部材70が配設され、回路基板10の表面も絶縁性樹脂部材70にて被覆されている。つまり、回路基板10とモールド樹脂60との間には絶縁性樹脂部材70が介在した形となっている。
【0055】
このような図2に示す樹脂封止型電子装置S1は、上記第2の工程において、ワイヤ50の表面に加えて回路基板10の表面にも絶縁性樹脂部材70を同時に塗布することにより、製造される。その塗布方法は、上記したディスペンス法等により可能である。
【0056】
それによれば、回路基板10とモールド樹脂60との界面にも絶縁性樹脂部材70が介在するため、結果的に、回路基板10とモールド樹脂60との密着性を向上させることができる。
【0057】
また、第2の工程において、ワイヤ50の表面および回路基板10の表面に絶縁性樹脂部材70を同時に塗布するため、回路基板10の表面への絶縁性樹脂部材70の配設について、新たな工程を設けることは不要であり、工程数が増加することはない。
【0058】
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態に係るモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置S2の構成を示す図である。図3において、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A線に沿った概略断面図である。
【0059】
この樹脂封止型電子装置S2においては、1個の電子素子としての半導体素子20が、リードフレーム40のアイランド部40aに銀ペーストや接着剤等を介して搭載され固定されている。
【0060】
そして、半導体素子20の図示しない電極とリードフレーム40とが導電性のワイヤ50を介して電気的に接続されている。ここでは、主としてワイヤ50は金の細線を採用している。そして、これら半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50がモールド樹脂60で包み込むように封止されている。
【0061】
ここで、本実施形態では、各々のワイヤ50の表面が絶縁性樹脂部材70により被覆されているとともに、半導体素子20の表面も絶縁性樹脂部材70により被覆されている。つまり、ワイヤ50とモールド樹脂60との間および半導体素子20とモールド樹脂60との間に絶縁性樹脂部材70が介在した形となっている。
【0062】
このようなモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置S2は、次のようにして製造される。まず、電子素子としての半導体素子20がアイランド部40aに搭載された回路基板10およびリードフレーム40を用意する。
【0063】
その後、半導体素子20とリードフレーム40との間をワイヤ50を介して電気的に接続する工程を行う。具体的には、半導体素子20ととリードフレーム40との間にてワイヤボンディングを行ってワイヤ50による結線を行う。
【0064】
続いて、ワイヤ50の表面および半導体素子20の表面に絶縁性樹脂部材70を同時に塗布して配設する工程を行う。具体的には、上記したディスペンス法等による塗布、熱硬化を行うことにより、絶縁性樹脂部材70が形成される。
【0065】
その後、樹脂成形を行うことで、半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する工程が行われ、図3に示すモノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置S2ができあがる。
【0066】
ところで、本実施形態によれば、モノリシックICタイプの樹脂封止型電子装置の製造方法において、半導体素子20とリードフレーム40との間をワイヤ50を介して電気的に接続する第1の工程と、続いて、ワイヤ50の表面および半導体素子20の表面に絶縁性樹脂部材70を同時に塗布して配設する第2の工程と、しかる後、半導体素子20、リードフレーム40およびワイヤ50をモールド樹脂60にて封止する第3の工程と備える製造方法が提供される。
【0067】
それによれば、上記実施形態と同様、第3の工程すなわちモールド樹脂60の成形時には、ワイヤ50の表面が絶縁性樹脂部材70で被覆されているため、モールド樹脂60の成形時にワイヤ50が流れたとしても隣のワイヤ50と接触して電気的にショートするのを防止することができる。
【0068】
また、第1の工程すなわちワイヤ50の接続工程の後に、ワイヤ50の表面に絶縁性樹脂部材70を塗布して配設するため、このワイヤ接続時に生じる熱や応力等により、絶縁性樹脂部材70が変質することは無くなる。
【0069】
また、本実施形態では、半導体素子20とモールド樹脂60との界面にも絶縁性樹脂部材70が介在するため、結果的に、半導体素子20とモールド樹脂60との密着性を向上させることができる。このように、本実施形態によっても、ワイヤ50間のショートを適切に防止できるような製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【図2】上記第1実施形態の変形例としての樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【図4】従来のハイブリッドICとしての樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【図5】従来のモノリシックICとしての樹脂封止型電子装置の構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は(a)中のA−A概略断面図である。
【符号の説明】
10…回路基板、20…電子素子としての半導体素子、
30…電子素子としての抵抗、40…リードフレーム、50…ワイヤ、
60…モールド樹脂、70…絶縁性樹脂部材。
Claims (3)
- 回路基板(10)に複数個の電子素子(20、30)を搭載するとともに前記回路基板の周囲にリードフレーム(40)を配置し、前記回路基板、前記電子素子および前記リードフレームの間を導電性のワイヤ(50)を介して電気的に接続し、前記回路基板、前記電子素子、前記リードフレームおよび前記ワイヤをモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる電子装置の製造方法において、
前記回路基板、前記電子素子および前記リードフレームの間を前記ワイヤを介して電気的に接続する第1の工程と、
続いて、前記ワイヤの表面に絶縁性樹脂部材(70)を塗布して配設する第2の工程と、
しかる後、前記回路基板、前記電子素子、前記リードフレームおよび前記ワイヤを前記モールド樹脂にて封止する第3の工程と備えることを特徴とする電子装置の製造方法。 - 前記第2の工程では、前記ワイヤ(50)の表面に加えて前記回路基板(10)の表面にも前記絶縁性樹脂部材(70)を同時に塗布することを特徴とする請求項1に記載の電子装置の製造方法。
- 電子素子(20)とリードフレーム(40)とを導電性のワイヤ(50)を介して電気的に接続し、前記電子素子、前記リードフレームおよび前記ワイヤをモールド樹脂(60)で包み込むように封止してなる電子装置の製造方法において、
前記電子素子と前記リードフレームとの間を前記ワイヤを介して電気的に接続する第1の工程と、
続いて、前記ワイヤの表面および前記電子素子の表面に絶縁性樹脂部材(70)を同時に塗布して配設する第2の工程と、
しかる後、前記電子素子、前記リードフレームおよび前記ワイヤを前記モールド樹脂にて封止する第3の工程と備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
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