JP2008171925A - 接合構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートシンクとセラミック基板の間に作用する応力を弾性的に緩和する加熱硬化型の接着剤を介して、両部材同士を組み付けてなる半導体装置の製造方法において、接着剤から発生する飛散物が外部へ飛散するのを防止する。
【解決手段】接着剤７０を介してヒートシンク１０とセラミック基板２０とを組み付けるとともに、接着剤７０における両部材１０、２０との接触部以外の表層部を、飛散物が透過しない飛散物透過防止部材７１にて被覆し、しかる後、接着剤７０を硬化させて両部材１０、２０を接合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、両部材の間に作用する応力を弾性的に緩和する加熱硬化型の接着剤を介して当該両部材同士を組み付けてなる接合構造体の製造方法に関する。

従来より、この種の一般的な接合構造体として、第１の部材としてのヒートシンクと第２の部材としてのセラミック基板とが、これら両部材の間に作用する応力を弾性的に緩和する接着剤を介して組み付けられてなる半導体装置が提案されている。

そして、この半導体装置においては、ヒートシンクに対してさらに第３の部材としてのリードフレームが、かしめなどにより組み付けられてなり、このリードフレームとセラミック基板とがワイヤボンディングなどにより接続されている。

また、このような半導体装置は、その全体がモールド樹脂により封止されているのが通常である。ここで、上記接着剤は、通常、シリコーン樹脂などよりなる樹脂部材である。そして、このような接着剤は、加熱により硬化するものであって、当該加熱により空中にシロキサンなどの飛散物を発生するものである。

ところで、この種の半導体装置を製造するとき、各構成部材同士を接着剤を用いて接着する工程においては、当該接着剤の硬化時に接着剤から飛散する上記飛散物が、周辺部材に付着することがある。

たとえば、上記した従来の半導体装置では、あらかじめヒートシンクとリードフレームとをかしめ接合しておき、次に、ヒートシンクとセラミック基板との間に接着剤を配置し、接着剤を硬化させることで接合構造体を完成する。

この場合、接着剤の硬化時には、接着剤より発生する飛散物が、すでにヒートシンクに組み付けられているリードフレームの表面に付着したり、ヒートシンクやセラミック基板のうち接着剤で接合される部位以外の部位にも付着したりする。

そうなると、これら飛散物が付着した部分が、当該飛散物により汚染された状態となり、たとえば、ワイヤボンディングの接合性やモールド樹脂の密着性などを低下させたり、また、飛散物が付着した部分が摺動接点などである場合には、接点障害を引き起こす懸念がある。

これらの対策として、従来では、接着剤が塗布面から必要以上に濡れ広がらないように、部材の接着面に突起を設けたり（たとえば、特許文献１参照）、接着剤として紫外線硬化樹脂を用いて紫外線硬化し、その後ワイヤボンディングを施し、さらに熱硬化するという方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開２０００−１２６１５号公報 特開平１０−０９８３４７号公報

しかしながら、上記した対策のうち接着剤が塗布面から必要以上に濡れ広がらないように突起を設ける構造では、接着面上の広がりは防止できても空中への飛散は防止することができない。

紫外線硬化樹脂を用いる方法では、紫外線硬化という特殊な樹脂が適用できる場合のみであり、上述したように、接着剤に対して、両部材の間に作用する応力を弾性的に緩和するという機能が所望される場合には、適当な紫外線硬化型の接着材料を得ることは困難な場合が多い。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、両部材の間に作用する応力を弾性的に緩和する加熱硬化型の接着剤を介して当該両部材同士を組み付けてなる接合構造体の製造方法において、接着剤から発生する飛散物が外部へ飛散するのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、接着剤（７０）を介して第１の部材（１０）と第２の部材（２０）とを組み付けるとともに、接着剤（７０）における第１および第２の部材（１０、２０）との接触部以外の表層部を、飛散物が透過しない飛散物透過防止部材（７１）にて被覆し、しかる後、接着剤（７０）を硬化させて第１の部材（１０）と第２の部材（２０）とを接合することを、第１の特徴とする。

それによれば、接着剤（７０）を硬化させて第１の部材（１０）と第２の部材（２０）とを接合するときには、接着剤（７０）と外部との間に飛散物透過防止部材（７１）が介在するため、接着剤（７０）から発生する飛散物が外部へ飛散するのを防止することができる。その結果として、接合構造体（１００）のうち接着剤（７０）からの飛散物の付着を嫌う部材への飛散物の付着を防止することができる。

ここで、飛散物透過防止部材形成工程は、飛散物透過防止部材（７１）を接着剤（７０）と同じ材料により形成するものであり、接着剤（７０）を介して第１の部材（１０）と第２の部材（２０）とを組み付けた後、接着剤（７０）において外部に露出する表層部のみを硬化させることにより、当該硬化された表層部を飛散物透過防止部材（７１）とし、その後、接着剤硬化工程では、飛散物透過防止部材（７１）内に位置する未硬化の接着剤（７０）を硬化するようにしてもよい（後述の図５参照）。

また、飛散物透過防止部材（７１）を接着剤（７０）と同じ材料により形成する場合、飛散物透過防止部材形成工程は、第１の部材（１０）および第２の部材（２０）を組み付けたときに接着剤（７０）において外部に露出する表層部のみを硬化させ、それにより、当該硬化された表層部を飛散物透過防止部材（７１）とした後に、接着剤（７０）を介して第１の部材（１０）と第２の部材（２０）とを組み付けてもよい。

また、飛散物透過防止部材形成工程は、飛散物透過防止部材（７１）を、第１および第２の部材（１０、２０）の一方の部材に対して環状に設けた後に、接着剤（７０）を介して他方の部材を当該一方の部材に組み付けるものであり、この組み付けにおいては、当該組み付け後における第１および第２の部材（１０、２０）の間のうち環状の飛散物透過防止部材（７１）の内周の部位に、接着剤（７０）が介在し、この接着剤（７０）が環状の飛散物透過防止部材（７１）により封止された状態となるように当該組み付けを行い、その後、接着剤硬化工程では、飛散物透過防止部材（７１）に封止された接着剤（７０）を硬化させるようにしてもよい（後述の図２、図３参照）。

それによれば、第１および第２の両部材（１０、２０）の組み付けによって、環状の飛散物透過防止部材（７１）にて未硬化の接着剤（７０）から発生する飛散物が封止されるため、接着剤（７０）を介した両部材（１０、２０）の組み付けと、飛散物透過防止部材（７１）による接着剤（７０）の被覆とを適切に行える。

ここで、第１および第２の部材（１０、２０）の一方の部材に対して環状の飛散物透過防止部材（７１）を設けた後に行われる他方の部材の一方の部材への組み付けは、同じ一方の部材における飛散物透過防止部材（７１）の内周部に未硬化の接着剤（７０）を設けた状態で、他方の部材を一方の部材に組み付けることにより行ってもよい（後述の図２参照）。

また、これとは逆に、この他方の部材の一方の部材への組み付けは、他方の部材のうち、一方の部材における飛散物透過防止部材（７１）の内周部と対向する部位に、未硬化の接着剤（７０）を設けた状態で、他方の部材を一方の部材に組み付けることにより行うようにしてもよい（後述の図３参照）。

このように、接着剤（７０）を、環状の飛散物透過防止部材（７１）が設けられている一方の部材と同じ側に設けても、反対の他方の部材側に設けても、他方の部材の一方の部材への組み付け後においては、第１および第２の部材（１０、２０）の間のうち環状の飛散物透過防止部材（７１）の内周の部位に、接着剤（７０）が介在し、この接着剤（７０）が環状の飛散物透過防止部材（７１）により封止された状態となる。

また、これらの場合、環状の飛散物透過防止部材（７１）を接着剤（７０）と同じ材料により形成してもよいし、異なる材料により形成してもよい。

また、飛散物透過防止部材（７１）として、飛散物をトラップする多孔質剤が混合されたものを形成するようにすれば、飛散物透過防止部材（７１）を通り抜けようとする飛散物を多孔質剤がトラップするため、多孔質剤を混合しない場合よりも、飛散物の発生を抑制できる可能性が高くなる。

また、本発明は、第１の部材（１０）と第２の部材（２０）との間に介在する接着剤（７０）として、当該接着剤（７０）を構成する樹脂の内部に飛散物をトラップする多孔質剤が混合されたものを用い、この接着剤（７０）を介して、第１の部材（１０）と第２の部材（２０）とを組み付けた後、接着剤（７０）を加熱して硬化することを、第２の特徴とする。

それによれば、接着剤（７０）の内部から外部へ向かう飛散物を、多孔質剤が接着剤（７０）の内部にてトラップするため、接着剤（７０）から発生する飛散物が外部へ飛散するのを防止することができる。

ここで、多孔質剤としてはゼオライトを採用できる。また、上記各製造方法における接着剤（７０）としては、シロキサン結合を有する材料よりなるものを採用できる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る接合構造体としての半導体装置１００の概略断面構成を示す図であり、図１（ｂ）は（ａ）に示される半導体装置１００における接着剤７０を拡大して示す部分断面図である。

本実施形態の半導体装置１００は、大きくは、板状をなすヒートシンク１０の一面１１上にセラミック基板２０を搭載し、さらにヒートシンク１０にリード端子３０を接合し、ヒートシンク１０の一面１１側およびセラミック基板２０を、モールド樹脂４０にて封止するとともに、ヒートシンク１０の一面１１とは反対側の他面１２をモールド樹脂４０から露出させてなる。

ここで、本実施形態では、ヒートシンク１０が第１の部材、セラミック基板２０が第２の部材、リード端子３０が第３の部材として構成されている。ヒートシンク１０は、セラミック基板２０の熱を放熱する板状のものであり、放熱性に優れた銅、モリブデン、アルミニウム、鉄などの材料よりなる。

このセラミック基板２０は、一般に知られているアルミナなどのセラミックよりなる配線基板であり、単層基板でも積層基板でもよい。

積層基板の場合、セラミック基板２０はその一面（図１（ａ）中の上面）２１側から他面（図１（ａ）中の下面）２２側へ向かって図示しない複数のセラミックよりなるセラミック層が積層されてなるものである。このようなセラミック層を積層してなる積層基板は、アルミナなどよりなるグリーンシートを積層し、焼成してなるものである。

また、図示しないが、本実施形態のセラミック基板２０の一面２１には、電子部品５０、５１を搭載したり、ボンディングワイヤ６０が接続されたりする導体部が設けられている。この図示しない導体部は、たとえばモリブデンやタングステンなどの導体ペーストよりなるものである。

そして、セラミック基板２０は、ヒートシンク１０の一面１１との間に接着剤７０を介して搭載され、ヒートシンク１０、接着剤７０、セラミック基板２０は、接着剤７０の接着力により互いに固定されている。

この接着剤７０としては、この種の半導体装置に用いられる一般的な加熱硬化型の樹脂よりなり硬化時に低分子成分が飛散物として発生するような接着剤を採用できる。そして、本半導体装置１００における接着剤７０は、このような加熱硬化型の樹脂接着剤を硬化させたものである。

また、この接着剤７０は低弾性のものである。そして、半導体装置１００においては、この接着剤７０の弾性により、ヒートシンク１０とセラミック基板２０との間に作用する応力、たとえば、ヒートシンク１０とセラミック基板２０との熱膨張差による歪みなどが吸収されるようになっている。

具体的に、このような接着剤７０としては、シリコーン樹脂よりなる接着剤が用いられる。このようなシリコーン樹脂よりなる接着剤７０は、ヤング率が小さいため、セラミック基板２０に加わる熱応力を緩和し、また、硬度が低いため、セラミック基板２０の他面２２に設けられた図示しない抵抗や保護樹脂を保護する機能を有する。

このシリコーン樹脂よりなる接着剤７０は、硬化時には、樹脂中の分子量の小さいシロキサン分子が飛散しやすいものであり、従来では、この低分子シロキサンがリード端子３０や、セラミック基板２０の表面に付着することで、ワイヤボンディング性の阻害や、モールド樹脂の剥離を発生させるなどの問題があった。

しかし、本実施形態では、図１（ｂ）に示されるように、接着剤７０において外部に露出する表層部を、飛散物透過防止部材７１にて被覆している。この飛散物透過防止部材７１は、接着剤７０の加熱硬化時に上記飛散物が透過しないような膜であり、後述する製造方法にて形成されるものである。

この飛散物透過防止部材７１としては、接着剤７０としてのシリコーン樹脂接着剤よりも加熱硬化時の飛散物発生量が少なく、且つ、硬化温度が低いものが望ましい。具体的に飛散物透過防止部材７１は、エポキシ樹脂などよりなる。

また、セラミック基板２０には、ＩＣチップ５０、コンデンサ５１といった電子部品５０、５１が搭載されている。なお、セラミック基板２０の一面２１上に搭載される電子部品としては、これらの部品５０、５１以外にも抵抗素子などの電子部品を採用することができる。

これら電子部品５０、５１は、はんだや導電性接着剤などよりなるダイマウント材８０を介してセラミック基板２０の一面２１上に固定され、必要に応じてボンディングワイヤ６０を介してセラミック基板２０の一面２１の上記導体部と接続されている。ここでは、ＩＣチップ５０にて、ボンディングワイヤ６０による接続が行われている。

また、上記リード端子３０は、銅などのリードフレームにより構成されるもので、モールド樹脂４０の内部にてセラミック基板２０の周囲に配置されている。ここで、図示しないが、このリード端子３０は、かしめや溶接などによりヒートシンク１０に接合されている。

そして、モールド樹脂４０の内部にてリード端子３０とセラミック基板２０とは、ボンディングワイヤ６０により電気的に接続されている。

ここで、上記した各ボンディングワイヤ６０は、一般的なＡｕやアルミニウムなどよりなるもので、通常のワイヤボンディングにより形成される。そして、本半導体装置１００は、リード端子３０のアウターリードを、図示しない外部配線などに接続することにより、外部との電気的なやりとりが可能となっている。

ここで、モールド樹脂４０は、通常、この種の半導体装置に用いられるモールド材料、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などを採用できる。このようなモールド樹脂４０はトランスファーモールド法などにより形成できる。

そして、この半導体装置１００は、図示しないケースなどの基材に搭載されて使用されるが、このとき、モールド樹脂４０から露出するヒートシンク１０の他面１２を当該基材に接触させ、放熱を図るようにしている。

このように、本実施形態の半導体装置１００は、第１の部材であるヒートシンク１０と第２の部材であるセラミック基板２０とが、上記接着剤７０を介して組み付けられてなるとともに、ヒートシンク１０に対してさらに第３の部材であるリード端子３０が組み付けられてなる接合構造体である。

次に、本実施形態の接合構造体としての半導体装置１００の製造方法について、図２を参照して述べる。図２は、本製造方法のうち飛散物透過防止部材形成工程を（ａ）〜（ｃ）の工程順に示す工程図であり、（ａ）および（ｂ）はセラミック基板２０の他面２２側からワークをみたときの概略平面図、（ｃ）はワークの概略断面図である。

まず、セラミック基板２０の一面２１に対して、ダイマウント材８０を介してＩＣチップ５０およびコンデンサ５１を搭載し、固定する。そして、ＩＣチップ５０については、ワイヤボンディングを行い、ワイヤ６０によりＩＣチップ５０とセラミック基板２０とを接続する。

一方で、ヒートシンク１０とリード端子３０とを、かしめ固定などにより接合し一体化する。そして、これらヒートシンク１０とセラミック基板２０とを、接着剤７０を介して組み付けるのである。

このとき、本製造方法では、図２に示されるように、飛散物透過防止部材形成工程を行い、接着剤７０におけるヒートシンク１０およびセラミック基板２０との接触部以外の表層部を上記飛散物透過防止部材７１にて被覆する。

まず、図２（ａ）に示されるように、飛散物透過防止部材７１を、セラミック基板２０の他面２２に対して環状に設ける。これは、飛散物透過防止部材７１を構成するエポキシ樹脂などの材料をセラミック基板２０の他面２２にディスペンス法や印刷法などにより環状に塗布した後、これを加熱硬化させて飛散物透過防止膜７１を形成することにより実現することができる。

次に、図２（ｂ）に示されるように、セラミック基板２０の他面２２のうち飛散物透過防止部材７１の内周の部位に、ディスペンス法などにより、未硬化の状態の接着剤７０を配置する。

次に、図２（ｃ）に示されるように、ヒートシンク１０の一面１１とセラミック基板２０の他面２２とを対向させ、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とが、接着剤７０および飛散物透過防止部材７１を介して接触するように組み付ける。

すると、未硬化の接着剤７０は環状の飛散物透過防止部材７１により取り囲まれているため、上記の組み付けによって、組み付け後におけるヒートシンク１０およびセラミック基板２０の間のうち環状の飛散物透過防止部材７１の内周の部位に接着剤７０が介在し、この接着剤７０が飛散物透過防止部材７１により封止された状態となる。

つまり、未硬化の接着剤７０におけるヒートシンク１０およびセラミック基板２０との接触部以外の表層部が、当該表層部の外周を取り囲む飛散物透過防止部材７１によって、被覆された状態となる。

こうして、飛散物透過防止部材形成工程を行った後、本製造方法では、接着剤硬化工程を行い、飛散物透過防止部材７１に封止された接着剤７０を加熱して硬化する。この接着剤７０の加熱条件は、この種の一般的なシリコーン樹脂接着剤と同様であり、たとえば１５０℃で３０分程度のものである。

それにより、接着剤７０におけるヒートシンク１０およびセラミック基板２０との接触部以外の表層部が飛散物透過防止部材７１にて被覆された状態で、硬化した接着剤７０によって、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とが接着する。こうして、接着剤硬化工程が終了する。

この後、本製造方法では、セラミック基板２０とリード端子３０との間でワイヤボンディングを行う。こうして、ヒートシンク１０、セラミック基板２０およびリード端子３０の３つの部材が一体に組み付けられたワークができあがる。その後は、このワークを、通常のトランスファーモールド法などにてモールド樹脂４０で封止する。それにより、本実施形態の半導体装置１００ができあがる。

ところで、本第１実施形態の製造方法によれば、ヒートシンク１０およびセラミック基板２０を組み付けて接着剤７０を硬化させる時には、未硬化の接着剤７０におけるヒートシンク１０およびセラミック基板２０との接触部以外の表層部が環状の飛散物透過防止部材７１にて被覆されており、当該接着剤７０から発生するシロキサンなどの飛散物が封止される。そのため、ヒートシンク１０およびセラミック基板２０への飛散物の付着を防止できる。

また、本実施形態では、この接着剤７０の硬化時には、第３の部材としてリード端子がヒートシンク１０に組み付けられているが、このような場合に従来の製造方法を採用した場合には、接着剤７０のすぐ近くに位置するリード端子３０に上記飛散物が付着する可能性が高い。

その点、本製造方法では、上述のように、飛散物透過防止部材７１によって、接着剤７０からの飛散物の発生が防止されているため、このリード端子３０に対する飛散物の付着も防止することができる。

このようにして、ヒートシンク１０、セラミック基板２０およびリード端子３０への飛散物の付着防止がなされる結果、これら各部材１０〜３０におけるワイヤボンディング性や樹脂密着性などを十分に確保することが可能となる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態においては、飛散物透過防止部材形成工程は、飛散物透過防止部材７１をセラミック基板２０に設けるものであったが、これとは反対に、飛散物透過防止部材７１はヒートシンク１０の一面１１に設けてもよい。その場合も、上記第１実施形態の製造方法と同様の効果が得られる。

この場合、飛散物透過防止部材７１を構成する材料をヒートシンク１０の一面１１に環状に塗布した後、これを加熱硬化させて飛散物透過防止膜７１を形成すればよい。その後は、ヒートシンク１０の一面１１のうち飛散物透過防止部材７１の内周の部位に、未硬化の状態の接着剤７０を配置する。

そして、上記図２（ｃ）と同様に、組み付け後におけるヒートシンク１０およびセラミック基板２０の間のうち環状の飛散物透過防止部材７１の内周の部位にて接着剤７０が封止された状態となるように、ヒートシンク１０の一面１１とセラミック基板２０の他面２２とを、接着剤７０および飛散物透過防止部材７１を介して組み付ける。

その後は、上記第１実施形態の製造方法と同様に、接着剤硬化工程を行い、飛散物透過防止部材７１に封止された接着剤７０を加熱して硬化することで、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを接着する。そして、上記同様に、ワイヤボンディング、樹脂モールドを行うことにより、本実施形態においても、上記図１に示したものと同様の半導体装置ができあがる。

（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係る接合構造体の製造方法の要部を示す工程図であり、本製造方法における飛散物透過防止部材形成工程を示すものである。

ここで、図３では、接合構造体として上記第１実施形態と同様の半導体装置の例を示しており、（ａ）は本工程におけるセラミック基板２０の他面２２の概略平面図、（ｂ）はヒートシンク１０の一面１１の概略平面図、（ｃ）はヒートシンク１０およびセラミック基板２０の組み付け状態を示す概略断面図である。

上記第１および第２実施形態では、飛散物透過防止部材形成工程において、ヒートシンク１０およびセラミック基板２０のうちどちらか一方の部材に飛散物透過防止部材７１を硬化させて環状に設けた後、さらに、同じ一方の部材において環状の飛散物透過防止部材７１の内周に未硬化の接着剤７０を設けるようにしていた。

これに対して、本第３実施形態の製造方法では、飛散物透過防止部材形成工程において、ヒートシンク１０およびセラミック基板２０のうちどちらか一方の部材に飛散物透過防止部材７１を硬化させて環状に設けた後、上記第１および第２実施形態とは逆に、他方の部材において環状の飛散物透過防止部材７１の内周に未硬化の接着剤７０を設けるものである。

図３に示される例では、まず、図３（ａ）に示されるように、飛散物透過防止部材７１を、セラミック基板２０の他面２２に対して環状に設ける。一方で、図３（ｂ）に示されるように、ヒートシンク１０の一面１１のうち組み付け後において飛散物透過防止部材７１の内周となる部位に、未硬化の接着剤７０を配置する。

しかる後、本製造方法では、図３（ｃ）に示されるように、環状の飛散物透過防止部材７１の内周部に接着剤７０が対向するように、ヒートシンク１０の一面１１とセラミック基板２０の他面２２とを位置あわせし、これら両部材１０、２０が、接着剤７０および飛散物透過防止部材７１を介して接触するように組み付ける。ここで、組み付け後の状態は上記図２（ｃ）に示されるものと同様になる。

この本実施形態の組み付けによっても、上記第１および第２実施形態と同様に、組み付け後におけるヒートシンク１０およびセラミック基板２０の間のうち環状の飛散物透過防止部材７１の内周の部位に接着剤７０が介在し、この接着剤７０が飛散物透過防止部材７１により封止された状態となる。

その後は、上記同様に、接着剤硬化工程を行って、飛散物の発生を防止しながら接着剤７０を加熱硬化することで、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを接着する。そして、上記同様に、ワイヤボンディング、樹脂モールドを行うことにより、本実施形態においても、上記図１に示したものと同様の半導体装置ができあがる。

このように、本第３実施形態では、ヒートシンク１０およびセラミック基板２０の組み付け前において、飛散物透過防止部材７１を配置する部材と接着剤７０を配置する部材とが、別々であるが、上記各実施形態と同様に、ヒートシンク１０、セラミック基板２０さらにはリード端子３０への飛散物の付着を防止することができる。

（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態に係る接合構造体の製造方法の要部を示す工程図であり、本製造方法の飛散物透過防止部材形成工程における接着剤７０および飛散物透過防止部材７１の配置状態を示す概略平面図である。

上記各実施形態では、飛散物透過防止部材形成工程において、組み付け後におけるヒートシンク１０およびセラミック基板２０の間で、環状の飛散物透過防止部材７１の内周に未硬化の接着剤７０が封止されるように、当該組み付けを行っていた。そして、このとき、飛散物透過防止部材７１とその内周の接着剤７０とは接触した状態となっていた（上記図２（ｂ）、（ｃ）参照）。

しかし、この組み付け時においては、接着剤７０が環状の飛散物透過防止部材７１により封止された状態となっていればよく、図４に示されるように、接着剤７０と飛散物透過防止部材７１とが離れていてもよい。このことは、上記した各実施形態において同様である。そして、この場合でも、できあがった半導体装置においては、接着剤７０の表層部が飛散物透過防止部材７１で被覆された状態となる。

また、上記第１〜第４実施形態では、飛散物透過防止部材７１を接着剤７０とは異なる材料により形成していたが、飛散物透過防止部材７１を接着剤７０と同じ材料により形成してもよい。つまり、飛散物透過防止部材７１も接着剤７０と同様に、シリコーン樹脂よりなる接着剤を用いて形成してもよい。

（第５実施形態）
図５は、本発明の第５実施形態に係る接合構造体の製造方法の要部を示す工程図であり、本製造方法における飛散物透過防止部材形成工程を、接合構造体として上記第１実施形態と同様の半導体装置を例にとって示している。

上記第１〜第４実施形態では、飛散物透過防止部材形成工程では、ヒートシンク１０およびセラミック基板２０の一方に環状の飛散物透過防止部材７１を形成した後、両部材１０、２０の組み付け時に、飛散物透過防止部材７１の内周に接着剤７０を介在させ、当該組み付けによって、接着剤７０の外周が飛散物透過防止部材７１で被覆され封止されるようにしていた。

これに対して、本実施形態の飛散物透過防止部材形成工程では、図５（ａ）に示されるように、まず、未硬化の接着剤７０を介してヒートシンク１０とセラミック基板２０とを組み付ける。

そして、図５（ｂ）に示されるように、接着剤７０を硬化する前に、接着剤７０における両部材１０、２０との接触部以外の表層部すなわち未硬化の接着剤７０において外部に露出する端面に、ディスペンス法などにより、飛散物透過防止部材７１の材料を塗布する。そして、この塗布された材料をヒートガンなどで硬化して飛散物透過防止部材７１を形成する。

その後は、上記各実施形態と同様に、接着剤硬化工程、ワイヤボンディング、樹脂モールドを行うことにより、本実施形態においても、上記図１に示したものと同様の半導体装置ができあがる。

このように、本第５実施形態においても、接着剤７０における両部材１０、２０との接触部以外の表層部が、飛散物透過防止部材７１にて被覆され、この状態で接着剤７０の加熱硬化がなされるため、上記各実施形態と同様に、ヒートシンク１０、セラミック基板２０さらにはリード端子３０への飛散物の付着を防止することができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態は、飛散物透過防止部材７１と接着剤７０とを同じ材料により形成する場合の飛散物透過防止部材形成工程を要部とする製造方法を提供するものである。なお、本製造方法の飛散物透過防止部材形成工程は、そのワークの外形は上記図５に示されるものと同様であるため、上記図５を参照して説明することとする。

本製造方法の飛散物透過防止部材形成工程では、まず、上記図５（ａ）に示されるように、未硬化の接着剤７０を介して、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを組み付ける。

次に、この未硬化の接着剤７０の端面すなわち接着剤７０において外部に露出する表層部のみを硬化させる。これは、硬化槽における温度や時間を制御して表層部のみ硬化させたり、ヒートガンにて温風を吹き付けることなどにより実現可能である。それにより、上記図５（ｂ）に示されるように、当該硬化された表層部が飛散物透過防止部材７１として形成される。

その後は、上記各実施形態と同様に、接着剤硬化工程、ワイヤボンディング、樹脂モールドを行うことにより、本実施形態においても、上記図１に示したものと同様の半導体装置ができあがる。ただし、この場合、できあがった半導体装置において、接着剤７０と飛散物透過防止部材７１とが同一材料よりなることは言うまでもない。

このように、本第６実施形態においては、接着剤７０における両部材１０、２０との接触部以外の表層部が、接着剤７０における先に硬化した部分としての飛散物透過防止部材７１によって被覆された状態で、接着剤７０の加熱硬化がなされる。

そのため、この飛散物透過防止部材７１が、その内部から発生する低分子シロキサンなどの防止膜となって機能する。ここで、飛散物透過防止部材７１の硬化時に発生する低分子シロキサンガスは微量なため、これによる付着の影響は実質的に問題なく、その後の工程への影響を最小限にとどめることができる。

こうして、本第６実施形態の製造方法によっても、上記した各実施形態と同様に、ヒートシンク１０、セラミック基板２０さらにはリード端子３０への飛散物の付着を防止することができる。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態では、上記第６実施形態と同様に、飛散物透過防止部材７１と接着剤７０とを同じ材料により形成する場合の飛散物透過防止部材形成工程を要部とする製造方法を提供するものであるが、上記第６実施形態を一部変形したものである。

すなわち、上記第６実施形態では、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを組み付けた後に、接着剤７０において外部に露出する表層部のみを硬化させて飛散物透過防止部材７１を形成したが、本実施形態では、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを組み付ける前に、接着剤７０において外部に露出する表層部のみを硬化させて飛散物透過防止部材７１を形成する。本実施形態の製造方法によっても、最終的には、上記図５（ｂ）に示される接合状態となるため、この図５（ｂ）を参照して説明することとする。

具体的には、ヒートシンク１０の一面１１およびセラミック基板２０の他面２２いずれか一方に、接着剤７０を塗布などにより配置する。ここでは、セラミック基板２０の他面２２に接着剤７０を配置するものとする。

その後、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを組み付けたときに接着剤７０において外部に露出する表層部のみを硬化させる。この表層部は、上記図５（ｂ）からもわかるように、接着剤７０の端面であり、この端面に対してヒートガンなどで選択的に熱を加え、当該端面の表層部を硬化させる。

それにより、セラミック基板２０の他面２２において、未硬化の接着剤７０の外周に、当該接着剤７０と同じ材料によりなる環状の飛散物透過防止部材７１が形成される。このときの平面形状は、上記図４と同様のものとなる。

その後は、これら未硬化の接着剤７０および飛散物透過防止部材７１を介して、セラミック基板２０の他面２２とヒートシンク１０の一面１１とを対向させて、これら両部材１０、２０を重ね合わせる。こうして、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを組み付けた後、未硬化の接着剤７０を硬化させれば、本実施形態においても、上記図５（ｂ）に示されるような接合状態が形成される。

このように、本実施形態によっても、接着剤７０における両部材１０、２０との接触部以外の表層部が、飛散物透過防止部材７１にて被覆され、この状態で接着剤７０の加熱硬化がなされるため、上記各実施形態と同様に、ヒートシンク１０、セラミック基板２０さらにはリード端子３０への飛散物の付着を防止することができる。

（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態において、飛散物透過防止部材７１として、当該飛散物透過防止部材７１の内部に接着剤７０から発生する飛散物をトラップする多孔質剤が混合されたものを用いてもよい。

このような多孔質剤としては、ゼオライトなどが挙げられる。具体的には、このようなゼオライトを細粒化して飛散物透過防止部材７１を構成するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂に混合し、これを上記各実施形態における飛散物透過防止部材７１の材料として用いればよい。

この場合、できあがった飛散物透過防止部材７１の内部または表面に、多孔質剤が配置された状態となる。そのため、もし、低分子シロキサンが飛散物透過防止部材７１を通り抜けようとしても、この多孔質剤の細孔内にトラップされ、飛散物透過防止部材７１の外部に放出されるのを防止できる。

また、上記した各実施形態において、飛散物透過防止部材７１の材料としては、上記したエポキシ樹脂など以外にも、低分子シロキサンガスと反応する材料を用いてもよい。それによれば、飛散物を透過させない機能と合わせて、飛散物と反応することにより、さらなる透過防止効果が期待できる。

また、上記図１に示される半導体装置１００の製造方法において、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを接着剤７０を介して組み付けるにあたって、接着剤７０として、当該接着剤７０を構成するシリコーン樹脂などの内部に上記多孔質剤が混合されたものを用いてもよい。

この場合、この多孔質剤が混合された接着剤７０を介して、ヒートシンク１０とセラミック基板２０とを組み付けた後、接着剤７０を加熱硬化して、両部材１０、２０を接着する。その後は、上記の実施形態同様の工程を進めていくことで、上記同様の半導体装置を製造することができる。

そして、この場合、接着剤７０の内部に発生するシロキサンなどの飛散物は、接着剤７０の内部にて多孔質剤の細孔にトラップされるため、上記した飛散物透過防止部材７１を用いなくても、当該飛散物が外部へ飛散するのを防止することができる。

また、上記の各実施形態に示した製造方法は、第１の部材と第２の部材とが上記接着剤を介して組み付けられてなる接合構造体の製造方法に適用可能なものであり、第１の部材、第２の部材はそれぞれ、ヒートシンク１０、セラミック基板２０に限定されるものでないことはもちろんである。

たとえば、第１の部材と第２の部材の組み合わせとしては、配線基板とリードフレーム、配線基板同士、半導体素子と配線基板、半導体素子とリードフレーム、半導体素子とヒートシンク、配線基板とケースなど、上記接着剤７０により組み付けできるものであれば、種々の組み合わせが可能である。

また、上記の各実施形態における接着剤７０としては、シリコーン樹脂よりなる接着剤以外にも、第１の部材と第２の部材との間に介在して当該両部材の間に作用する応力を弾性的に緩和するとともに、加熱より硬化し当該加熱により空中に飛散物を発生するものであればよく、たとえばシリコーン樹脂以外の樹脂よりなる接着剤でもよい。

（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る接合構造体としての半導体装置の概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）における接着剤の拡大図である。 上記第１実施形態に係る接合構造体の製造方法のうち飛散物透過防止部材形成工程を示す工程図である。 本発明の第３実施形態に係る接合構造体の製造方法のうち飛散物透過防止部材形成工程を示す工程図である。 本発明の第４実施形態に係る接合構造体の製造方法のうち飛散物透過防止部材形成工程を示す工程図である。 本発明の第５実施形態に係る接合構造体の製造方法のうち飛散物透過防止部材形成工程を示す工程図である。

符号の説明

１０…第１の部材としてのヒートシンク、
２０…第２の部材としてのセラミック基板、
７０…接着剤、７１…飛散物透過防止部材。

Claims (12)

1. 第１の部材（１０）と第２の部材（２０）とが、これら両部材（１０、２０）の間に作用する応力を弾性的に緩和する樹脂よりなる接着剤（７０）を介して組み付けられてなり、前記接着剤（７０）は加熱により硬化するとともに当該加熱により空中に飛散物を発生するものである接合構造体を製造する製造方法において、
   前記接着剤（７０）を介して前記第１の部材（１０）と前記第２の部材（２０）とを組み付けるとともに、前記接着剤（７０）における前記第１および第２の部材（１０、２０）との接触部以外の表層部を、前記飛散物が透過しない飛散物透過防止部材（７１）にて被覆する飛散物透過防止部材形成工程と、
   しかる後、前記接着剤（７０）を硬化させて前記第１の部材（１０）と前記第２の部材（２０）とを接合する接着剤硬化工程とを備えることを特徴とする接合構造体の製造方法。
2. 前記飛散物透過防止部材形成工程は、前記飛散物透過防止部材（７１）を前記接着剤（７０）と同じ材料により形成するものであり、
   前記接着剤（７０）を介して前記第１の部材（１０）と前記第２の部材（２０）とを組み付けた後、前記接着剤（７０）において外部に露出する表層部のみを硬化させることにより、当該硬化された表層部を前記飛散物透過防止部材（７１）とし、
   その後、前記接着剤硬化工程では、前記飛散物透過防止部材（７１）内に位置する未硬化の前記接着剤（７０）を硬化することを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
3. 前記飛散物透過防止部材形成工程は、前記飛散物透過防止部材（７１）を前記接着剤（７０）と同じ材料により形成するものであり、
   前記第１の部材（１０）および前記第２の部材（２０）を組み付けたときに前記接着剤（７０）において外部に露出する表層部のみを硬化させることにより、当該硬化された表層部を前記飛散物透過防止部材（７１）とした後に、前記接着剤（７０）を介して前記第１の部材（１０）と前記第２の部材（２０）とを組み付け、
   その後、前記接着剤硬化工程では、前記飛散物透過防止部材（７１）内に位置する未硬化の前記接着剤（７０）を硬化することを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
4. 前記飛散物透過防止部材形成工程は、前記飛散物透過防止部材（７１）を、前記第１および前記第２の部材（１０、２０）の一方の部材に対して環状に設けた後に、前記接着剤（７０）を介して、前記第１および前記第２の部材（１０、２０）の他方の部材を前記一方の部材に組み付けるものであり、
   この組み付けにおいては、当該組み付け後における前記第１および第２の部材（１０、２０）の間のうち環状の前記飛散物透過防止部材（７１）の内周の部位に、前記接着剤（７０）が介在し、この接着剤（７０）が環状の前記飛散物透過防止部材（７１）により封止された状態となるように当該組み付けを行い、
   その後、前記接着剤硬化工程では、前記飛散物透過防止部材（７１）に封止された前記接着剤（７０）を硬化させることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体の製造方法。
5. 前記接着剤（７０）を介した前記第１および前記第２の部材（１０、２０）の前記他方の部材の前記一方の部材への組み付けは、
   前記一方の部材における前記飛散物透過防止部材（７１）の内周部に未硬化の前記接着剤（７０）を設けた状態で、前記他方の部材を前記一方の部材に組み付けることにより行われることを特徴とする請求項４に記載の接合構造体の製造方法。
6. 前記接着剤（７０）を介した前記第１および前記第２の部材（１０、２０）の他方の部材の前記一方の部材への組み付けは、
   前記他方の部材のうち、前記一方の部材における前記飛散物透過防止部材（７１）の内周部と対向する部位に、未硬化の前記接着剤（７０）を設けた状態で、前記他方の部材を前記一方の部材に組み付けることにより行われることを特徴とする請求項４に記載の接合構造体の製造方法。
7. 前記飛散物透過防止部材形成工程では、環状の前記飛散物透過防止部材（７１）を前記接着剤（７０）と同じ材料により形成することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の接合構造体の製造方法。
8. 前記飛散物透過防止部材形成工程では、環状の前記飛散物透過防止部材（７１）を前記接着剤（７０）とは異なる材料により形成することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の接合構造体の製造方法。
9. 前記飛散物透過防止部材（７１）として、前記飛散物をトラップする多孔質剤が混合されたものを形成することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の接合構造体の製造方法。
10. 第１の部材（１０）と第２の部材（２０）とが、これら両部材（１０、２０）の間に作用する応力を弾性的に緩和する樹脂よりなる接着剤（７０）を介して組み付けられてなり、前記接着剤（７０）は加熱により硬化するとともに当該加熱により空中に飛散物を発生するものである接合構造体を製造する製造方法において、
    前記接着剤（７０）として、当該接着剤（７０）を構成する樹脂の内部に前記飛散物をトラップする多孔質剤が混合されたものを用い、
    この接着剤（７０）を介して、前記第１の部材（１０）と前記第２の部材（２０）とを組み付けた後、前記接着剤（７０）を加熱して硬化することを特徴とする接合構造体の製造方法。
11. 前記多孔質剤はゼオライトであることを特徴とする請求項９または１０に記載の接合構造体の製造方法。
12. 前記接着剤（７０）は、シロキサン結合を有する材料より構成されたものであることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の接合構造体の製造方法。

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