JP2006032470A - 電子装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 リードフレームのダイパッド、リード部上に、それぞれ導電性接着剤を介してＩＣチップ、受動部品を接合し、ＩＣチップと受動部品の近傍にボンディングワイヤを接続し、装置全体をモールド樹脂により封止してなる電子装置において、装置の大型化を招くことなく、ボンディングワイヤの接続部におけるモールド樹脂の剥離を極力防止する。
【解決手段】 リードフレーム１０のダイパッド１１上にＩＣチップ３０が導電性接着剤２０により接合され、リードフレーム１０のリード部１２にセラミックからなる受動部品４０が導電性接着剤２０により接合されており、装置全体がモールド樹脂６０により封止されている電子装置１００において、ＩＣチップ３０と受動部品４０の電極４１とが、直接ボンディングワイヤ５０により接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リードフレームのダイパッド上にＩＣチップが導電部材により接合され、リードフレームのリード部にセラミックからなる受動部品が導電部材により接合されてなる電子装置に関する。
従来、この種の電子装置としては、リードフレームのダイパッド上にＩＣチップが、導電性接着剤やはんだなどの導電部材により接合され、リードフレームのリード部にセラミックからなる受動部品が導電部材により接合されてなるものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
図６は、このような従来の電子装置の一般的な構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。なお、図６（ａ）中、モールド樹脂６０の外形は一点鎖線にて示してある。
図６に示されるように、リードフレーム１０のダイパッド１１上には、導電部材である導電性接着剤２０を介してＩＣチップ３０が搭載され接合されている。また、リードフレーム１０のリード部１１には、セラミックからなる受動部品４０が導電性接着剤２０を介して搭載され接合されている。
ここで導電性接着剤２０としては、Ａｇペーストなどの樹脂に導電性フィラーを含有させたものが用いられ、受動部品４０としては、たとえば、コンデンサや抵抗体などが採用される。図６では、コンデンサが受動部品４０として用いられている。そして、各受動部品４０では、その電極４１において導電性接着剤２０によりリード部１２と接合されている。
また、図６（ａ）中の最も左側に位置する受動部品４０の一方の電極４１は、リード部１２ではないが、ワイヤボンディングを行うためのリードフレーム１０のボンド部１３に対して導電性接着剤２０を介して接合されている。
また、ＩＣチップ３０と受動部品４０の近傍に位置するリード部１２、ボンド部１３とがボンディングワイヤ５０により接続されている。このボンディングワイヤ５０と接続されているリード部１２、ボンド部１３は、受動部品４０の電極４１と同電位となっている部分である。
そして、これらリードフレーム１０、ＩＣチップ３０、受動部品４０、およびボンディングワイヤ５０、すなわち装置の全体がリード部１２の一部（つまりアウターリード）が露出するように、モールド樹脂６０により封止されている。
特開２００３−８６７５６号公報
ところで、上記図６に示されるような従来の電子装置の製造方法は、次の通りである。Ａｇペーストなどの導電性接着剤２０をダイパッド１１上に塗布し、ＩＣチップ３０をマウントして導電性接着剤２０を硬化させる、
続いて、ワイヤボンディングを行ってボンディングワイヤ５０を形成する。これは、受動部品４０を搭載してから、ワイヤボンディングを行うと、ワイヤボンディングのツールが、ボンディングワイヤ５０の近傍に位置する受動部品４０に当たるので、ワイヤボンディングがうまくできないためである。
次に、リード部１２の所定領域に導電性接着剤２０を塗布し、受動部品４０をマウントして導電性接着剤２０を硬化させる。その後、型成形などにより、モールド樹脂６０による封止を行う。こうして、図６に示されるような従来の電子装置ができあがる。
このような製造工程において、ワイヤボンディングを行った後に塗布される導電性接着剤２０から、この導電性接着剤２０に含有される溶剤などが飛散する現象、いわゆる導電性接着剤のブリードが発生する。
そして、このブリードにより、受動部品４０の近傍部に位置するボンディングワイヤ５０の接続部の周囲部が、上記溶剤などにより汚染され、当該周囲部において、その後、形成されるモールド樹脂６０とリードフレーム１０との密着性が劣化する結果、モールド樹脂６０の剥離が生じる恐れがある。
このモールド樹脂６０の剥離が、受動部品４０の近傍部に位置するボンディングワイヤ５０の接続部の周囲部にて発生すると、温度サイクルなどにより、ボンディングワイヤ５０の剥離に至る可能性がある。
ここで、単純には、ボンディングワイヤ５０の接続部と受動部品４０との距離ｄ（図６（ａ）参照）を、上記ブリードの影響が及ばない程度まで離せばよいが、その場合、装置の大型化を招いてしまうことになる。
また、導電部材として導電性接着剤以外にはんだを用いた場合であっても、はんだのフラックスの飛散など、上記した導電性接着剤のブリードと同様の問題が生じることは明らかである。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、リードフレームのダイパッド、リード部上に、それぞれ導電部材を介してＩＣチップ、受動部品を接合し、ＩＣチップと受動部品の近傍にボンディングワイヤを接続し、装置全体をモールド樹脂により封止してなる電子装置において、装置の大型化を招くことなく、ボンディングワイヤの接続部におけるモールド樹脂の剥離を極力防止することを目的とする。
上記目的を達成するため、鋭意検討を行った。本発明者は、受動部品が通常セラミックからなり、この受動部品とモールド樹脂とは剥離しないという事実に着目した。このことについて、次のような推定メカニズムが考えられる。
この原因は、セラミックからなる受動部品の線膨張係数αの影響と考えられる。たとえば、セラミックコンデンサの場合を考える。
モールド樹脂は、たとえば１７０℃程度で成形され室温まで冷却されるが、その際、セラミックコンデンサ（たとえばα＝７）に対しては、モールド樹脂（たとえばα＝１４）から圧縮応力が加わる。これは、セラミックよりもモールド樹脂の方が縮みやすいためである。
一方、リードフレーム（たとえばＣｕの場合、α＝１７）に対しては、冷却時においてＣｕの方がモールド樹脂よりも縮みやすいため、モールド樹脂から引っ張り応力が加わることになり、モールド樹脂が剥がれやすくなる。
すなわち、ボンディングワイヤが接続される部位の線膨張係数αをモールド樹脂の線膨張係数αよりも小さくして、圧縮応力を発生させるようにすれば、モールド樹脂が剥がれにくくなると考えられる。
請求項１に記載の発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、リードフレーム（１０）のダイパッド（１１）上にＩＣチップ（３０）が導電部材（２０）により接合され、リードフレーム（１０）のリード部（１２）にセラミックからなる受動部品（４０）が導電部材（２０）により接合されており、装置全体がモールド樹脂（６０）により封止されている電子装置において、ＩＣチップ（３０）と受動部品（４０）の電極（４１）とが、直接ボンディングワイヤ（５０）により接続されていることを特徴としている。
上述したように、一般に、ＩＣチップと受動部品の近傍に位置するリード部とがボンディングワイヤにより接続される場合、このリード部は、受動部品の電極と同電位となっている部分である。
そこで、本発明のように、ＩＣチップ（３０）と受動部品（４０）の電極（４１）とが、直接ボンディングワイヤ（５０）により接続されたものとしても、電気的には同じである。そして、このようにすれば、従来の電子装置において存在していた受動部品の電極と同電位であるリード部のワイヤ接続部を省略した構成とでき、その分、装置の小型化が図れる。
また、受動部品（４０）はセラミックからなるものであるため、上述したように、ボンディングワイヤ（５０）が接続される部位の線膨張係数は、モールド樹脂（６０）の線膨張係数よりも小さくなると考えられ、モールド樹脂（６０）の剥離を起こりにくくすることができる。
したがって、本発明によれば、リードフレーム（１０）のダイパッド（１１）、リード部（１２）上に、それぞれ導電部材（２０）を介してＩＣチップ（３０）、受動部品（４０）を接合し、ＩＣチップ（３０）と受動部品（４０）の近傍にボンディングワイヤ（５０）を接続し、装置全体をモールド樹脂（６０）により封止してなる電子装置において、装置の大型化を招くことなく、ボンディングワイヤ（５０）の接続部におけるモールド樹脂（６０）の剥離を極力防止することができる。
また、本発明によれば、従来の電子装置において存在していた受動部品の電極と同電位であるリード部を省略し、受動部品（４０）の電極（４１）とボンディングワイヤ（５０）とを直接接続しているため、受動部品（４０）の電極（４１）とボンディングワイヤ（５０）との間の電気抵抗を小さくできるという利点もある。
ここで、従来の電子装置において存在していた受動部品の電極と同電位であるリード部を省略した構成とした場合、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の電子装置において、受動部品（４０）として、その電極（４１）の一方がリード部（１２）に支持されずに浮いている構成のものが存在するものにできる。
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１または請求項２に記載の電子装置において、受動部品（４０）の線膨張係数が、モールド樹脂（６０）の線膨張係数よりも小さいことが好ましいことは、上述の通りである。
また、さらに検討を進めた結果、そもそも上記ブリードの影響を受けないように、ボンディングワイヤの接続面と導電部材の設置面とを分離することにより、上記問題を解決してもよいと考えた。
すなわち、請求項４に記載の発明では、リードフレーム（１０）のダイパッド（１１）上にＩＣチップ（３０）が導電部材（２０）により接合され、リードフレーム（１０）のリード部（１２）にセラミックからなる受動部品（４０）が導電部材（２０）により接合されており、ＩＣチップ（３０）と受動部品（４０）の近傍に位置するリード部（１２）とがボンディングワイヤ（５０）により接続されており、装置全体がモールド樹脂（６０）により封止されている電子装置において、ボンディングワイヤ（５０）が接続されるリード部（１２）の面は、リードフレーム（１０）の一面であり、受動部品（４０）が接合されるリード部（１２）の面は、リードフレーム（１０）の一面とは反対側の他面であることを特徴としている。
それによれば、ボンディングワイヤ（５０）が接続されるリード部（１２）の面と、受動部品（４０）が接合されるリード部（１２）の面とを、リードフレーム（１０）の一面と他面というように分離したものとできるため、これら両リード部の面をさほど離さなくても、上記ブリードによる汚染がボンディングワイヤ（５０）が接続されるリード部（１２）の面に及びにくくできる。
したがって、本発明によれば、リードフレーム（１０）のダイパッド（１１）、リード部（１２）上に、それぞれ導電部材（２０）を介してＩＣチップ（３０）、受動部品（４０）を接合し、ＩＣチップ（３０）と受動部品（４０）の近傍にボンディングワイヤ（５０）を接続し、装置全体をモールド樹脂（６０）により封止してなる電子装置において、装置の大型化を招くことなく、ボンディングワイヤ（５０）の接続部におけるモールド樹脂（６０）の剥離を極力防止することができる。
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。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置１００の構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。なお、図１（ａ）中、モールド樹脂６０の外形は一点鎖線にて示してある。
図１に示されるように、電子装置１００においては、リードフレーム１０のダイパッド１１上には、導電部材としての導電性接着剤２０を介してＩＣチップ３０が搭載され接合されている。また、リードフレーム１０のリード部１２には、セラミックからなる受動部品４０が導電性接着剤２０を介して搭載され接合されている。
ここで導電性接着剤２０としては、Ａｇペーストなどの樹脂に導電性フィラーを含有させたものが用いられ、受動部品４０としては、たとえば、コンデンサや抵抗体などが採用される。また、本実施形態においては、導電部材としては、導電性接着剤以外にもはんだなどを採用してよい。
本例では、導電性接着剤２０としては、Ａｇペーストを採用し、受動部品４０としてはチタン酸バリウムなどのセラミックからなり、両端にＡｇなどからなる電極４１を有するコンデンサを採用している。このようなコンデンサは、電子装置におけるノイズ除去などのために設けられている。
そして、各受動部品４０は、その電極４１において導電性接着剤２０によりリード部１２と接合されている。
また、図１（ａ）中の最も左側に位置する受動部品４０については、その電極４１の一方がリード部１２に支持されずに浮いている。この様子は図２に具体的に示されている。また、残りの受動部品４０については、両電極４１がリード部１２に支持されている。
そして、本実施形態では、図１、図２に示されるように、ＩＣチップ３０と受動部品４０の電極４１とが、直接ボンディングワイヤ５０により接続されている。このボンディングワイヤ５０は、ＡｕやＡｌなどからなるものであり、通常のワイヤボンディング手法により形成することができる。
なお、図２に示されるような片持ち支持構造の受動部品４０においては、浮いている方の電極４１の下を治具で支持した状態でワイヤボンディングすればよい。
ここで、ダイパッド１１およびリード部１２を構成するリードフレーム１０は、Ｃｕや４２アロイなどの通常のリードフレーム材料を採用することができる。そして、リードフレーム１０には、ボンディングワイヤ５０の種類や導電性接着剤２０の種類などに応じて、その表面に適宜メッキ（たとえばＡｇメッキ）などの処理が施されている。本例では、Ｃｕからなるリードフレーム１０としている。
そして、これらリードフレーム１０、ＩＣチップ３０、受動部品４０、およびボンディングワイヤ５０、すなわち装置１００の全体がリード部１２の一部（つまりアウターリード）が露出するように、モールド樹脂６０により封止されている。このモールド樹脂６０は、通常の電子分野で採用されるエポキシ樹脂などのモールド材料を採用し、トランスファーモールド法により形成されるものである。
この電子装置１００の製造方法は、次の通りである。Ａｇペーストなどの導電性接着剤２０をダイパッド１１およびリード部１２上にディスペンサなどによって塗布し、ＩＣチップ３０および受動部品４０をマウントして導電性接着剤２０を硬化させる。この導電性接着剤２０の硬化は、たとえば１５０℃、１時間の熱処理で可能である。
続いて、ＩＣチップ３０と受動部品４０の電極４１との間にてワイヤボンディングを行ってボンディングワイヤ５０を形成する。その後、トランスファーモールド成形などにより、モールド樹脂６０による封止を行う。こうして、図１に示される本実施形態の電子装置１００ができあがる。
ところで、本実施形態によれば、リードフレーム１０のダイパッド１１上にＩＣチップ３０が導電性接着剤２０により接合され、リードフレーム１０のリード部１２にセラミックからなる受動部品４０が導電性接着剤２０により接合されており、装置全体がモールド樹脂６０により封止されている電子装置において、ＩＣチップ３０と受動部品４０の電極４１とが、直接ボンディングワイヤ５０により接続されていることを特徴とする電子装置１００が提供される。
上述したように、一般に、ＩＣチップと受動部品の近傍に位置するリード部とがボンディングワイヤにより接続される場合、このリード部は、受動部品の電極と同電位となっている部分である。
そこで、本実施形態のように、ＩＣチップ３０と受動部品４０の電極４１とが、直接ボンディングワイヤ５０により接続されたものとしても、電気的には同じである。そして、このようにすれば、従来の電子装置において存在していた受動部品の電極と同電位であるリード部のワイヤ接続部を省略した構成とでき、その分、装置の小型化が図れる。
具体的には、上記図６において、ブリードの影響が及ばない程度に必要としていたボンディングワイヤ５０の接続部と受動部品４０との距離ｄが、なくなり、実質的に、この距離ｄの分、小型化が図れる。
また、受動部品４０はセラミックからなるものであるため、上述したように、ボンディングワイヤ５０が接続される部位の線膨張係数は、モールド樹脂６０の線膨張係数よりも小さくなると考えられ、モールド樹脂６０の剥離を起こりにくくすることができる。
したがって、本実施形態によれば、リードフレーム１０のダイパッド１１、リード部１２上に、それぞれ導電性接着剤２０を介してＩＣチップ３０、受動部品４０を接合し、ＩＣチップ３０と受動部品４０の近傍にボンディングワイヤ５０を接続し、装置全体をモールド樹脂６０により封止してなる電子装置において、装置の大型化を招くことなく、ボンディングワイヤ５０の接続部におけるモールド樹脂６０の剥離を極力防止することができる。
また、本実施形態によれば、従来の電子装置において存在していた受動部品の電極と同電位であるリード部を省略し、受動部品４０の電極４１とボンディングワイヤ５０とを直接接続しているため、受動部品４０の電極４１とボンディングワイヤ５０との間の電気抵抗を小さくできるという利点もある。
ここで、従来の電子装置において存在していた受動部品の電極と同電位であるリード部のワイヤ接続部を省略した構成とした場合、本実施形態の電子装置１００のように、受動部品４０として、その電極４１の一方がリード部１２に支持されずに浮いている構成のものが存在するものにできる。
これは、省略されるワイヤ接続部として、上記図６に示されるようなボンド部１３も含まれるが、このようなボンド部１３を省略した場合に、起こりうる構成である。
また、本実施形態では、受動部品４０の線膨張係数が、モールド樹脂６０の線膨張係数よりも小さいことが好ましいとしているが、その理由は、上述の通りである。
本例では、モールド樹脂６０の線膨張係数αは１４程度であり、受動部品４０としてのセラミックコンデンサの線膨張係数αは７程度である。それにより、受動部品４０に対してモールド樹脂６０から圧縮応力が加わるため、この受動部品４０に接続されたボンディングワイヤ５０の周囲ではモールド樹脂６０の剥離は抑制される。
また、本実施形態の製造方法は、導電性接着剤２０をダイパッド１１およびリード部１２上に塗布し、ＩＣチップ３０および受動部品４０をマウントして導電性接着剤２０を硬化させ、続いて、ＩＣチップ３０と受動部品４０の電極４１との間にてワイヤボンディングを行い、しかる後、モールド樹脂６０による封止を行うものである。
つまり、本製造方法によれば、従来の製造方法に比べて、導電性接着剤２０の配設や硬化工程が１回で済み、また、部品の配置もＩＣチップ３０と受動部品４０とは同時に行えるから、工程の簡略化が図れている。
［変形例］
なお、本実施形態では、電極４１の一方がリード部１２に支持されずに浮いている構成の受動部品４０が存在しているが、そのような受動部品４０の形態としては、上記図２に示されるものに限らない。
たとえば、図３に示される第１の変形例のように、リード部１２上に、電極４１の配列方向に沿って受動部品４０を立てた状態としてもよい。
また、図４は、本実施形態の第２の変形例を示す概略断面図である。この場合、リードフレーム１０のリード部１２において、受動部品４０が搭載される部位が低くなるように、ディプレスを行っている。そして、リード部１２における段差１２ａの分、受動部品４０が低くなってＩＣチップ３０の高さに近づくため、ワイヤボンディングが行いやすくなるという利点がある。
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る電子装置２００の構成を示す概略断面図である。上記実施形態との相違点を中心に述べる。
図５に示されるように、本実施形態の電子装置２００では、リードフレーム１０のダイパッド１１上にＩＣチップ３０が導電性接着剤２０により接合され、リードフレーム１０のリード部１２にセラミックからなる受動部品４０が導電性接着剤２０により接合されており、ＩＣチップ３０と受動部品４０の近傍に位置するリード部１２とがボンディングワイヤ５０により接続されており、装置全体がモールド樹脂６０により封止されている。
ここにおいて、本電子装置２００においては、ボンディングワイヤ５０が接続されるリード部１２の面は、リードフレーム１０の一面であり、受動部品４０が接合されるリード部１２の面は、リードフレーム１０の一面とは反対側の他面であることを主たる特徴としている。
それによれば、ボンディングワイヤ５０が接続されるリード部１２の面と、受動部品４０が接合されるリード部１２の面とを、リードフレーム１０の一面と他面というように分離したものとできるため、これら両リード部１２、１２の面をさほど離さなくても、上記ブリードによる汚染がボンディングワイヤ５０が接続されるリード部１２の面に及びにくくできる。
したがって、本実施形態によっても、リードフレーム１０のダイパッド１１、リード部１２上に、それぞれ導電性接着剤２０を介してＩＣチップ３０、受動部品４０を接合し、ＩＣチップ３０と受動部品４０の近傍にボンディングワイヤ５０を接続し、装置全体をモールド樹脂６０により封止してなる電子装置において、装置の大型化を招くことなく、ボンディングワイヤ５０の接続部におけるモールド樹脂６０の剥離を極力防止することができる。
本発明の第１実施形態に係る電子装置の構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。 図１（ａ）中の最も左側に位置する受動部品の側面図である。 第１実施形態の第１の変形例を示す図である。 第１実施形態の第２の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る電子装置の構成を示す概略断面図である。 従来の電子装置の一般的な構成を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
符号の説明
１０…リードフレーム、１１…リードフレームのダイパッド、
１２…リードフレームのリード部、２０…導電部材としての導電性接着剤、
３０…ＩＣチップ、４０…受動部品、４１…受動部品の電極、
５０…ボンディングワイヤ、６０…モールド樹脂。

Claims (4)

  1. リードフレーム（１０）のダイパッド（１１）上にＩＣチップ（３０）が導電部材（２０）により接合され、前記リードフレーム（１０）のリード部（１２）にセラミックからなる受動部品（４０）が導電部材（２０）により接合されており、装置全体がモールド樹脂（６０）により封止されている電子装置において、
    前記ＩＣチップ（３０）と前記受動部品（４０）の電極（４１）とが、直接ボンディングワイヤ（５０）により接続されていることを特徴とする電子装置。
  2. 前記受動部品（４０）として、その電極（４１）の一方が前記リード部（１２）に支持されずに浮いている構成のものが存在することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
  3. 前記受動部品（４０）の線膨張係数は、前記モールド樹脂（６０）の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
  4. リードフレーム（１０）のダイパッド（１１）上にＩＣチップ（３０）が導電部材（２０）により接合され、前記リードフレーム（１０）のリード部（１２）にセラミックからなる受動部品（４０）が導電部材（２０）により接合されており、
    前記ＩＣチップ（３０）と前記受動部品（４０）の近傍に位置する前記リード部（１２）とがボンディングワイヤ（５０）により接続されており、
    装置全体がモールド樹脂（６０）により封止されている電子装置において、
    前記ボンディングワイヤ（５０）が接続される前記リード部（１２）の面は、前記リードフレーム（１０）の一面であり、前記受動部品（４０）が接合される前記リード部（１２）の面は、前記リードフレーム（１０）の一面とは反対側の他面であることを特徴とする電子装置。
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