JP2014203930A - モールドパッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】基板上の金属製ランドにはんだ等の導電性接合材を介して部品を搭載、接合し、これらを基板上に設けたモールド樹脂で封止してなるモールドパッケージにおいて、導電性接合材とモールド樹脂との剥離がランドを通って基板まで到達するのを極力防止する。【解決手段】ランド２０の端部２０ａは、導電性接合材３０の端部３０ａよりも部品とは反対側に突出しており、ランド２０の上面２０ｂに、導電性接合材３０を取り囲むように、溝６０が設けられており、溝６０においてランド２０の上面２０ｂのうち導電性接合材３０の端部３０ａより突出する部位に位置する側面は、導電性接合材３０とモールド樹脂５０との界面に応力が加わったときにモールド樹脂５０が押し付けられる力Ｆを受ける受け面６１として構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、基板上の金属製ランドにはんだ等の導電性接合材を介して部品を搭載、接合し、これらを基板上に設けたモールド樹脂で封止してなるモールドパッケージに関する。

従来より、この種の一般的なモールドパッケージとしては、基板と、基板の一面上に設けられた金属よりなるランドと、ランド上に設けられた導電性接合材と、導電性接合材上に設けられ導電性接合材を介してランドに接合された部品と、基板の一面上に設けられランド、導電性接合材および部品を封止するモールド樹脂と、を備えたものが提案されている。

ここで、ランドの端部は導電性接合材の端部と一致しているか、もしくは、導電性接合材の端部よりもはみ出しているのが通常である。このようなモールドパッケージにおいては、導電性接合材は、はんだや導電性接着剤等よりなり、部品やランドに比べてモールド樹脂との密着性が低い。そのため、ランド上において特に導電性接合材とモールド樹脂との界面にてモールド樹脂の剥離が発生しやすい。

そして、このモールド樹脂の剥離は、ランドの上面から端部を通って基板の一面側に進行するが、当該剥離が基板の一面に到達すると、基板に応力が発生し、基板がダメージを受けやすくなる。そのため、導電性接合材を起点としたモールド樹脂の剥離が基板に到達するのを防止することが、信頼性向上等の点から望ましい。

ここで、モールドパッケージにおけるモールド樹脂の剥離防止については、ヒートシンクをモールド樹脂で封止する構成において、ヒートシンクに溝を設けたものが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−３１１３６６号公報

ここで、ヒートシンクに溝を設けるという上記特許文献１の技術を準用して、基板に溝を設ければ、基板とモールド樹脂との剥離が低減できるかもしれないが、それだけでは、導電性接合材を起点とするモールド樹脂の剥離進行を抑制することはできない。

つまり、導電性接合材を起点とするモールド樹脂の剥離がランドから基板まで進行する可能性がある構成において、当該剥離の進行を抑制する構成については、従来では適切なものは提案されていなかった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板上の金属製ランドにはんだ等の導電性接合材を介して部品を搭載、接合し、これらを基板上に設けたモールド樹脂で封止してなるモールドパッケージにおいて、導電性接合材とモールド樹脂との剥離がランドを通って基板まで到達するの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、請求項１に記載の発明では、基板（１０）と、基板の一面（１１）上に設けられた金属よりなるランド（２０）と、ランド上に設けられた導電性接合材（３０）と、導電性接合材上に設けられ導電性接合材を介してランドに接合された部品（４０）と、基板の一面上に設けられランド、導電性接合材および部品を封止するモールド樹脂（５０）と、を備え、
基板の一面に平行な方向においてランドの外郭に位置する端部（２０ａ）は、導電性接合材の端部（３０ａ）よりも部品とは反対側に突出しており、ランドの上面に、導電性接合材を取り囲むように溝（６０）もしくは突起（７０）が設けられており、これら溝もしくは突起においてランドの上面（２０ｂ）のうち導電性接合材の端部より突出する部位に位置する側面は、導電性接合材とモールド樹脂との界面に応力が加わったときにモールド樹脂が押し付けられる力を受ける受け面（６１、７１）として構成されていることを特徴とする。

それによれば、導電性接合材とモールド樹脂との界面にて剥離が発生し、そこから剥離がランド側に進行してきても、ランドの上面のうち導電性接合材の端部より突出した部位に設けられた受け面では、モールド樹脂が押し付けられて剥離が抑制される。そのため、導電性接合材とモールド樹脂との剥離がランドを通って基板まで到達するのを極力防止することができる。

ここで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のモールドパッケージにおいて、ランドの上面のうち溝もしくは突起よりも導電性接合材の端部寄りの部位には、導電性接合材のはみ出しを防止する防止溝（８０）が設けられていることを特徴とする。

それによれば、ランド上面において、導電性接合材のはみ出し防止がなされ、導電性接合材の形状制御がしやすくなる。

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。

本発明の第１実施形態にかかるモールドパッケージの要部を示す概略断面図である。 図１中の溝およびその近傍の拡大図である。 図２の上方向から視たときのモールド樹脂を省略した概略平面図である。 本発明の第２実施形態にかかるモールドパッケージの要部を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態にかかるモールドパッケージの要部を示す概略断面図である。

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）
本発明の第１実施形態にかかるモールドパッケージについて、図１、図２を参照して述べる。このモールドパッケージは、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。

本実施形態のモールドパッケージは、大きくは、基板１０と、基板１０の一面１１上に設けられた金属よりなるランド２０と、ランド２０の上面２０ｂ上に設けられた導電性接合材３０と、導電性接合材３０上に設けられ導電性接合材３０を介してランド２０に接合された部品４０と、基板１０の一面１１上に設けられランド２０、導電性接合材３０および部品４０を封止するモールド樹脂５０と、を備えて構成されている。

基板１０は、表裏の両板面１１、１２の一方を一面１１、他方を他面１２とする板状をなすもので、具体的にはプリント基板やセラミック基板等よりなる。基板１０は、多層基板でも単層基板でもよいが、一面１１を部品４０、４１が搭載される部品搭載面としている。ここでは、基板１０は、上記した剥離到達によりダメージを受けやすい基板、すなわち樹脂よりなるプリント基板としている。

基板１０の一面１１上には、部品４０が搭載される部品搭載ランドとしてのランド２０が設けられている。ここで、ランド２０は、基板１０の一面１１側からＣｕ等の金属よりなるベース層２１、めっき層２２が順次積層されたものである。

このめっき層２２は、ベース層２１の上面および側面を被覆するように設けられている。つまり、ランド２０において導電性接合材３０およびモールド樹脂５０に接触する表面、すなわちランド２０の上面２０ｂおよび端部２０ａの表面は、めっき層２２により構成されたものとなっている。

ここで、ベース層２１は、めっき、箔の貼り付け、蒸着、スパッタ等により成膜を行い、これをエッチングしてパターニングすることにより形成されるものである。また、めっき層２２は、典型的には、最表面がＡｕめっきよりなるものである。本実施形態では、図２に示されるように、めっき層２２は、下地側からＮｉめっき２２ａ、Ｐｄめっき２２ｂ、Ａｕめっき２２ｃが順次積層されたＮｉ／Ｐｄ／Ａｕめっきとされている。

その他にも、導電性接合材３０による接合が適切に可能ならば、めっき層２２のめっき種は問わない。このめっき層２２は、ベース層２１の形成後に、ベース層２１の表面に対して、通常の電気めっき、無電解めっき等を行うことにより形成される。

そして、基板１０の一面１１上において、ランド２０の上面２０ｂ（つまりめっき層２２の表面）には、導電性接合材３０を介して部品４０が電気的および機械的に接合されている。ここで、導電性接合材３０は、はんだや導電性接着剤等よりなるものである。

また、部品４０としては、導電性接合材３０で接合されて使用されるものであれば種類を問わないが、具体的には、ＩＣチップ等の能動素子、コンデンサや抵抗等の受動素子などの表面実装部品が挙げられる。

また、モールド樹脂５０は、エポキシ樹脂等の通常のモールド材料よりなるもので、たとえばトランスファーモールド法、コンプレッションモールド法等により形成されるものである。ここでは、モールド樹脂５０は、基板１０の一面１１側を封止している。また、基板１０の他面１２側は、モールド樹脂５０で封止されていてもよいし、封止されずに露出していてもよい。

このような本実施形態のモールドパッケージは、ランド２０を有する基板１０を用意し、これに導電性接合材３０を介して部品４０を接合した後、これをモールド樹脂５０で封止することにより製造される。

さらに、ランド２０の詳細について図３も参照して述べる。図１〜図３に示されるように、基板１０の一面１１に平行な方向において、ランド２０の外郭に位置する端部２０ａは、導電性接合材３０の端部３０ａよりも部品４０とは反対側に突出している。つまり、ランド２０の端部２０ａは導電性接合材３０の端部３０ａよりも部品４０と反対側方向にはみ出したものとされている。具体的にはランド２０が平面矩形である場合、このランド２０の上面２０ｂの上に、ランド２０よりも一回り小さい導電性接合材３０が設けられた状態となる。

そして、このランドの上面２０ｂには、導電性接合材３０の全周を取り囲むように溝６０が設けられている。なお、溝６０の平面パターンは連続環状が望ましいが、不連続環状でもよい。ここでは、溝６０はＶ溝であり、この溝６０の側面のうち導電性接合材３０から遠い方の側面６１は、ランド２０の上面２０ｂのうち導電性接合材３０の端部３０ａより突出する部位に位置している。

この側面６１は、導電性接合材３０とモールド樹脂５０との界面に応力が加わったときにモールド樹脂５０が押し付けられる力Ｆを受ける受け面６１として構成されている。具体的には、当該界面に熱応力が加わると、モールド樹脂５０は導電性接合材３０から剥離する方向（図２中の左方向）へ変位しようとする。

しかし、このとき、溝６０の受け面６１では、押し付けられる力Ｆによってモールド樹脂５０は受け面６１に密着する方向へ変位しようとする。そのため、モールド樹脂５０の剥離が、導電性接合材３０との界面を起点として溝６０まで進行してきたとしても、受け面６１で当該剥離の進行を止めることができる。

そのため、導電性接合材３０を起点としたモールド樹脂５０の剥離の進行を、ランド２０の上面２０ｂで止めることができるから、当該剥離は、ランド２０の上面２０ｂからランド２０の端部２０ａを通って基板１０の一面１１まで到達することはない。

このように本実施形態によれば、導電性接合材３０とモールド樹脂５０との剥離がランド２０を通って基板１０の一面１１まで到達するのを極力防止することができる。このような溝６０は、ランド２０を形成した後、ランド２０の上面２０ｂに対して、プレスやエッチング等を行うことにより形成される。

なお、図２に示される例では、導電性接合材３０は溝６０の一部に入り込んでいる。これについては、導電性接合材３０が受け面６１を覆い尽くさない程度であれば、多少、溝６０に導電性接合材３０が入り込んでいてもよい。

つまり、受け面６１は導電性接合材３０の端部３０ａよりはみ出していればよく、受け面６１とモールド樹脂５０とが、接触した状態が形成されていればよい。それにより、受け面６１は、上記押し付けられる力Ｆを受けることができるから、上記した剥離進行の抑制効果が発揮できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図４を参照して述べる。本実施形態は、突起７０によって上記受け面７１を構成したところが、上記第１実施形態と相違するものであり、この相違点を中心に述べることとする。

図４に示されるように、本実施形態では、ランド２０の上面２０ｂのうち導電性接合材３０の端部３０ａより突出する部位に、突起７０を設け、この突起７０の側面を受け面７１としたものである。このような突起７０は、プレス等でも形成できるが、ランド２０とは別体のもの、たとえば、めっき、箔、あるいはスパッタ、蒸着等により成膜された膜などとして構成される。

そして、この場合も、受け面７１は、ランド２０の上面２０ｂのうち導電性接合材３０の端部３０ａより突出する部位にて、上記溝６０の受け面６１と同様、導電性接合材３０のフィレット面と対向した位置関係にあり、モールド樹脂５０と接触している。

そのため、本実施形態においても、受け面７１は、導電性接合材３０とモールド樹脂５０との界面に応力が加わったときにモールド樹脂５０が押し付けられる力Ｆを受けるものとされている。図４では、当該押し付けられる力Ｆは、図示していないが、この力Ｆは、モールド樹脂５０側から受け面７１に対して、図４中の右方向に加わるものである。

このように、本実施形態では、突起７０に受け面７１を有するものとしたが、本実施形態によっても、導電性接合材３０を起点としたモールド樹脂５０の剥離の進行を、ランド２０の上面２０ｂの受け面７１で止めることができる。そのため、当該剥離がランド２０を通って基板１０の一面１１まで到達するのを極力防止することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図５を参照して述べる。本実施形態は、上記第１実施形態において、更に導電性接合材３０のはみ出しを防止する防止溝８０を設けたことが相違する、この相違点を中心に述べることとする。

図５に示されるように、本実施形態では、防止溝８０が、ランド２０の上面２０ｂのうち溝６０よりも導電性接合材３０の端部３０ａ寄りの部位に設けられている。ここでは防止溝８０は、Ｖ溝であるが、導電性接合材３０のはみ出しを防止するものであれば、Ｕ溝、矩形溝等、特に形状は限定されない。

この場合、ランド２０の上面２０ｂにおいて防止溝８０から溝６０側に、導電性接合材３０がはみ出していなければよく、たとえば防止溝８０全体が導電性接合材３０で埋められていてもよい。

なお、図５に示されるように、防止溝８０の一部のみが導電性接合材３０で埋められている場合には、この防止溝８０における導電性接合材３０とは反対側の側面について、上記受け面６１としての作用効果が期待できることは明らかである。

このように、本実施形態によれば、ランド２０の上面２０ｂに、防止溝（８０）が設けられているため、導電性接合材３０のはみ出し防止がなされ、導電性接合材３０を所望の形状に制御することが容易に行えるという利点がある。

また、本実施形態における防止溝８０は、上記第１実施形態だけでなく、上記第２実施形態とも組み合わせできることはもちろんである。この場合、たとえばランド２０の上面２０ｂにおいて導電性接合材３０の端部３０ａと突起７０との間に位置する部位に、防止溝８０を設けてやればよい。

（他の実施形態）
なお、基板１０の一面１１上において、ランド２０およびそれに搭載、接合される部品４０は複数個であってもよいことはもちろんである。また、基板１０上に、搭載される部品４０としては、導電性接合材３０による接合に加えて更にワイヤボンディングされるものでもよい。また、基板１０上には、スルーホール実装等の他の接合により搭載される部品が混載されていてもよい。

また、ランド２０の上面２０ｂにおいて導電性接合材３０を取り囲むように上記の溝６０や突起７０が設けられるが、これら溝６０や突起７０は、二重あるいは三重以上の幾重に取り囲むように設けてもよい。さらには、幾重に取り囲む場合、溝６０と突起７０とが混在していてもよい。

また、溝６０としては、上記作用効果を奏する受け面６１を有するものならば、上記したＶ溝以外にも断面矩形の溝やＵ溝等であってもよい。また、突起７０の形状についても、上記作用効果を奏する受け面７１を有するものであるならば、上記図示例に限定されるものではない。

また、上記各実施形態では、ランド２０は、基板１０の一面１１側からＣｕ等の金属よりなるベース層２１、めっき層２２が順次積層されたものであった。これに対して、導電性接合材３０による接合が適切に行えるならば、ランド２０としては、めっき層２２は省略してベース層２１のみよりなるものであってもよい。

また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１０ 基板
１１ 基板の一面
２０ ランド
２０ａ ランドの端部
２０ｂ ランドの上面
３０ 導電性接合材
４０ 部品
５０ モールド樹脂
６０ 溝
６１ 溝の受け面
７０ 突起
７１ 突起の受け面

Claims (2)

1. 基板（１０）と、
   前記基板の一面（１１）上に設けられた金属よりなるランド（２０）と、
   前記ランド上に設けられた導電性接合材（３０）と、
   前記導電性接合材上に設けられ前記導電性接合材を介して前記ランドに接合された部品（４０）と、
   前記基板の一面上に設けられ前記ランド、前記導電性接合材および前記部品を封止するモールド樹脂（５０）と、を備え、
   前記基板の一面に平行な方向において前記ランドの外郭に位置する端部（２０ａ）は、前記導電性接合材の端部（３０ａ）よりも前記部品とは反対側に突出しており、
   前記ランドの上面に、前記導電性接合材を取り囲むように溝（６０）もしくは突起（７０）が設けられており、
   これら溝もしくは突起において前記ランドの上面（２０ｂ）のうち前記導電性接合材の端部より突出する部位に位置する側面は、前記導電性接合材と前記モールド樹脂との界面に応力が加わったときに前記モールド樹脂が押し付けられる力を受ける受け面（６１、７１）として構成されていることを特徴とするモールドパッケージ。
2. 前記ランドの上面のうち前記溝もしくは前記突起よりも前記導電性接合材の端部寄りの部位には、前記導電性接合材のはみ出しを防止する防止溝（８０）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモールドパッケージ。

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