JP2939404B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に係り、特に半導体素子などをマウントした厚膜回
路板を樹脂製ケース内に封装した構成の半導体装置及び
その製造方法に関する。
方法に係り、特に半導体素子などをマウントした厚膜回
路板を樹脂製ケース内に封装した構成の半導体装置及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばマルチチップモジュールなどの
半導体装置においては、安定した機能の保持・発揮ない
し機能の信頼性向上などを目的として、ワンタッチで外
部接続が可能なターミナル、もしくはリード端子を導出
した樹脂製パッケージ内に封装した構成が採られてい
る。図９および図10は、この種の半導体装置の要部構成
を斜視的（図９）、および断面的（図10）にそれぞれ示
したものであり、１は外部接続用ターミナル２が側壁を
貫通して設けられた筒型の樹脂製ケース本体、３は前記
筒型の樹脂製ケース本体１の一端開口部を接着・封止し
て底壁面を成す金属ベース、４は前記筒型の樹脂製ケー
ス本体１内の金属ベース３面に接着・配置された厚膜回
路板、たとえば AlN系回路板である。また、５は前記厚
膜回路板４にマウントされ、かつ厚膜回路板４に電気的
に接続された半導体素子を含む電子部品、６は前記電子
部品５をマウントした厚膜回路板４の入出力端子4aを外
部接続用ターミナル２に電気的に接続する接続リード
部、および前記筒型の樹脂製ケース本体１の他端開口部
を封止する封止体（図示せず）とを具備した構成を成し
ている。この構成においては、要すれば樹脂製ケース本
体１内に、金属ベース３面に接着・配置された厚膜回路
板などの安定化・保護を目的に、シリコーン系のゴムな
どで充填・封入する。
半導体装置においては、安定した機能の保持・発揮ない
し機能の信頼性向上などを目的として、ワンタッチで外
部接続が可能なターミナル、もしくはリード端子を導出
した樹脂製パッケージ内に封装した構成が採られてい
る。図９および図10は、この種の半導体装置の要部構成
を斜視的（図９）、および断面的（図10）にそれぞれ示
したものであり、１は外部接続用ターミナル２が側壁を
貫通して設けられた筒型の樹脂製ケース本体、３は前記
筒型の樹脂製ケース本体１の一端開口部を接着・封止し
て底壁面を成す金属ベース、４は前記筒型の樹脂製ケー
ス本体１内の金属ベース３面に接着・配置された厚膜回
路板、たとえば AlN系回路板である。また、５は前記厚
膜回路板４にマウントされ、かつ厚膜回路板４に電気的
に接続された半導体素子を含む電子部品、６は前記電子
部品５をマウントした厚膜回路板４の入出力端子4aを外
部接続用ターミナル２に電気的に接続する接続リード
部、および前記筒型の樹脂製ケース本体１の他端開口部
を封止する封止体（図示せず）とを具備した構成を成し
ている。この構成においては、要すれば樹脂製ケース本
体１内に、金属ベース３面に接着・配置された厚膜回路
板などの安定化・保護を目的に、シリコーン系のゴムな
どで充填・封入する。
【０００３】なお、前記構成において、外部接続用ター
ミナル２は、いわゆるワンタッチで外部との電気的な接
続が可能になっている。また、厚膜回路板４の入出力端
子4aと、外部接続用ターミナル２との電気的な接続は、
いわゆるワイヤボンディングや、リード線の溶接もしく
は半田付けによりなされている。そして、外部接続用タ
ーミナル２数が多い場合は、樹脂製ケース本体１の複数
箇所、たとえば対向する辺の側壁に貫通・配置する構成
を採っているが、いずれの場合も、一般的に一列の配設
になっている。さらに、前記筒型の樹脂製ケース本体１
側壁における外部接続用ターミナル２の貫通・配設は、
樹脂製ケース本体１のインサート成型工程で行われる
が、放熱などに寄与する前記金属ベース３による封止は
別途に行われている。すなわちインサート成型された筒
型の樹脂製ケース本体１の一端開口部の段付け部に、た
とえばシリコーン系接着剤７を予め配置した後、別途用
意しておいた金属ベース３を位置合わせ・配置し、前記
接着剤７により接着・一体化して封止している。
ミナル２は、いわゆるワンタッチで外部との電気的な接
続が可能になっている。また、厚膜回路板４の入出力端
子4aと、外部接続用ターミナル２との電気的な接続は、
いわゆるワイヤボンディングや、リード線の溶接もしく
は半田付けによりなされている。そして、外部接続用タ
ーミナル２数が多い場合は、樹脂製ケース本体１の複数
箇所、たとえば対向する辺の側壁に貫通・配置する構成
を採っているが、いずれの場合も、一般的に一列の配設
になっている。さらに、前記筒型の樹脂製ケース本体１
側壁における外部接続用ターミナル２の貫通・配設は、
樹脂製ケース本体１のインサート成型工程で行われる
が、放熱などに寄与する前記金属ベース３による封止は
別途に行われている。すなわちインサート成型された筒
型の樹脂製ケース本体１の一端開口部の段付け部に、た
とえばシリコーン系接着剤７を予め配置した後、別途用
意しておいた金属ベース３を位置合わせ・配置し、前記
接着剤７により接着・一体化して封止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の半導体装置においては、次のような不都合な問題が
認められる。先ず第１に、前記半導体装置の構成におい
ては、筒型の樹脂製ケース本体１の一端開口部の段付け
部に、金属ベース３の周辺部が接着剤７を介して、接着
・一体化されているため、接着剤７層の厚さのバラツキ
などによって、接着・封止する金属ベース３の傾斜・一
体化などに伴い不都合な問題が起こる。たとえば接着剤
７層の厚さが厚く、かつ偏った場合は、接着・封止して
底面を成す金属ベース３の傾斜により、樹脂製ケース本
体１に一体化している外部接続用ターミナル２が傾斜
し、平面度が出ずボンディング性も低下するため、電気
的な接続の信頼性が損なわれるという問題がある。一
方、接着剤７層の厚さが薄い（接着剤量が少ない）場合
は、不十分な接着・封止となったりして、接続リード部
６のボンディング時に、共振を起こして安定したボンデ
ィング性が得られない。また、充填・封入した未硬化の
シリコーン系ポリマーが、硬化するまでの間（通常硬化
に１時間程度は必要）漏洩を続けることになり、充填・
封入量のコントロールが難しいので、作業性の低下をも
たらすばかりでなく、充填・封入した未硬化のシリコー
ン系ポリマーの硬化工程にインライン式を採りいれ、量
産性を図ろうとすると、大掛かりな装置が必要となって
合理化が損なわれるという問題もある。
成の半導体装置においては、次のような不都合な問題が
認められる。先ず第１に、前記半導体装置の構成におい
ては、筒型の樹脂製ケース本体１の一端開口部の段付け
部に、金属ベース３の周辺部が接着剤７を介して、接着
・一体化されているため、接着剤７層の厚さのバラツキ
などによって、接着・封止する金属ベース３の傾斜・一
体化などに伴い不都合な問題が起こる。たとえば接着剤
７層の厚さが厚く、かつ偏った場合は、接着・封止して
底面を成す金属ベース３の傾斜により、樹脂製ケース本
体１に一体化している外部接続用ターミナル２が傾斜
し、平面度が出ずボンディング性も低下するため、電気
的な接続の信頼性が損なわれるという問題がある。一
方、接着剤７層の厚さが薄い（接着剤量が少ない）場合
は、不十分な接着・封止となったりして、接続リード部
６のボンディング時に、共振を起こして安定したボンデ
ィング性が得られない。また、充填・封入した未硬化の
シリコーン系ポリマーが、硬化するまでの間（通常硬化
に１時間程度は必要）漏洩を続けることになり、充填・
封入量のコントロールが難しいので、作業性の低下をも
たらすばかりでなく、充填・封入した未硬化のシリコー
ン系ポリマーの硬化工程にインライン式を採りいれ、量
産性を図ろうとすると、大掛かりな装置が必要となって
合理化が損なわれるという問題もある。
【０００５】第２には、前記接着剤７、たとえばシリコ
ーン系ゴムは、一般的に熱膨脹係数が大きいため、半導
体装置について、たとえば温度サイクル試験を行った場
合、接着・封止した金属ベース３や接続リード部６など
を介して、外部接続用ターミナル２の変位を起こし、結
果的に接続リード部６のボンディングネック部にストレ
スが掛かり、いわゆるネック切れを起こし易いので、信
頼性に問題がある。
ーン系ゴムは、一般的に熱膨脹係数が大きいため、半導
体装置について、たとえば温度サイクル試験を行った場
合、接着・封止した金属ベース３や接続リード部６など
を介して、外部接続用ターミナル２の変位を起こし、結
果的に接続リード部６のボンディングネック部にストレ
スが掛かり、いわゆるネック切れを起こし易いので、信
頼性に問題がある。
【０００６】加えて、半導体装置の機能アップなどに伴
う入出力端子の増加により、必然的に外部接続用ターミ
ナルも増加することになるが、この対応策として外部接
続用ターミナルを、前記筒型の樹脂製ケース本体１の各
側壁辺に形設することも試みられているが、側壁面（領
域）に限度があるので、筒型の樹脂製ケース本体１のサ
イズアップ（大形化）を招来するばかりでなく、ボンデ
ィング位置が分散するするため、半導体装置の実装・装
着が煩雑化するとともに、ワイヤボンディング作業など
の効率も低下する問題がある。
う入出力端子の増加により、必然的に外部接続用ターミ
ナルも増加することになるが、この対応策として外部接
続用ターミナルを、前記筒型の樹脂製ケース本体１の各
側壁辺に形設することも試みられているが、側壁面（領
域）に限度があるので、筒型の樹脂製ケース本体１のサ
イズアップ（大形化）を招来するばかりでなく、ボンデ
ィング位置が分散するするため、半導体装置の実装・装
着が煩雑化するとともに、ワイヤボンディング作業など
の効率も低下する問題がある。
【０００７】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、製造工程が簡略化されるばかりでなく、半導体素子
などをマウントした厚膜回路板を樹脂製ケース内に封装
した構成で、常に信頼性の高い機能を呈する半導体装置
の提供を目的とする。
で、製造工程が簡略化されるばかりでなく、半導体素子
などをマウントした厚膜回路板を樹脂製ケース内に封装
した構成で、常に信頼性の高い機能を呈する半導体装置
の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、外部接続用ターミナルが側壁を貫通して設けられた
筒型の樹脂製ケース本体と、前記筒型の樹脂製ケース本
体の一端開口部を封止して底壁面を成す金属ベースと、
前記筒型の樹脂製ケース本体内の金属ベース面に装着・
配置された厚膜回路板と、前記厚膜回路板面にマウント
され、かつ厚膜回路板に電気的に接続された半導体素子
を含む電子部品と、前記電子部品をマウントした厚膜回
路板の入出力端子を、前記外部接続用ターミナルに電気
的に接続するリード部と、前記筒型の樹脂製ケース本体
の他端開口部を封止する封止体とを具備して成る半導体
装置において、前記筒型の樹脂製ケース本体の底壁面を
成す金属ベース周辺部がほぼ全周に亘って樹脂製ケース
本体の側壁部に係合した形にインサート成型により装着
・一体化し、さらに要すれば、筒型の樹脂製ケース本体
の側壁を貫通して設けられた外部接続用ターミナルが複
数列化したことを特徴とする。本発明に係る半導体装置
の製造方法は、樹脂製ケース本体成型機の金型内に、前
記樹脂製ケース本体の側壁に一端側が導出される外部接
続用ターミナル片、および前記樹脂製ケース本体の底壁
面を成すほぼ全周に亘って周辺部が段付けされた金属ベ
ースを位置決めセットする工程と、前記金型内にモール
ド用樹脂を供給して、前記各外部接続用ターミナル片が
側壁に導出一体化し、前記金属ベースの周辺部段付き部
が側壁に食い込み一体化した一端開口の樹脂製ケース本
体をモールド成型する工程と、前記モールド成型した樹
脂製ケース本体の金属ベース上に、半導体素子を含む電
子部品が実装された厚膜回路板をマウントする工程と、
前記マウントした厚膜回路板の入出力端子を対応する外
部接続用ターミナル片の他端側に接続リードで電気的に
接続する工程と、前記樹脂製ケース本体の開口を封止体
で封止する工程とを有する事を特徴とする。
は、外部接続用ターミナルが側壁を貫通して設けられた
筒型の樹脂製ケース本体と、前記筒型の樹脂製ケース本
体の一端開口部を封止して底壁面を成す金属ベースと、
前記筒型の樹脂製ケース本体内の金属ベース面に装着・
配置された厚膜回路板と、前記厚膜回路板面にマウント
され、かつ厚膜回路板に電気的に接続された半導体素子
を含む電子部品と、前記電子部品をマウントした厚膜回
路板の入出力端子を、前記外部接続用ターミナルに電気
的に接続するリード部と、前記筒型の樹脂製ケース本体
の他端開口部を封止する封止体とを具備して成る半導体
装置において、前記筒型の樹脂製ケース本体の底壁面を
成す金属ベース周辺部がほぼ全周に亘って樹脂製ケース
本体の側壁部に係合した形にインサート成型により装着
・一体化し、さらに要すれば、筒型の樹脂製ケース本体
の側壁を貫通して設けられた外部接続用ターミナルが複
数列化したことを特徴とする。本発明に係る半導体装置
の製造方法は、樹脂製ケース本体成型機の金型内に、前
記樹脂製ケース本体の側壁に一端側が導出される外部接
続用ターミナル片、および前記樹脂製ケース本体の底壁
面を成すほぼ全周に亘って周辺部が段付けされた金属ベ
ースを位置決めセットする工程と、前記金型内にモール
ド用樹脂を供給して、前記各外部接続用ターミナル片が
側壁に導出一体化し、前記金属ベースの周辺部段付き部
が側壁に食い込み一体化した一端開口の樹脂製ケース本
体をモールド成型する工程と、前記モールド成型した樹
脂製ケース本体の金属ベース上に、半導体素子を含む電
子部品が実装された厚膜回路板をマウントする工程と、
前記マウントした厚膜回路板の入出力端子を対応する外
部接続用ターミナル片の他端側に接続リードで電気的に
接続する工程と、前記樹脂製ケース本体の開口を封止体
で封止する工程とを有する事を特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明によれば、外部接続用ターミナルだけで
なく、金属ベースもいわゆるインサート成型により樹脂
製ケース本体に装着・一体化されている。つまり、金属
ベースは一般的に熱膨脹係数が大きい接着剤によらず、
インサート成型で樹脂製ケース本体に装着・一体化して
いるため、温度変化によるボンディング接続部への応力
が緩和され、接続の信頼性が大幅に向上される。また、
前記一体成型により、金属ベースの封止（装着）・一体
化部も容易に液密性を保持し得るので、たとえば未硬化
（液状）のシリコーン系ポリマーを、樹脂製ケース本体
内に充填し、硬化させる過程における漏洩なども回避し
得るので、充填量をコントロールし易いなど作業性ない
し量産性にも大きく寄与する。
なく、金属ベースもいわゆるインサート成型により樹脂
製ケース本体に装着・一体化されている。つまり、金属
ベースは一般的に熱膨脹係数が大きい接着剤によらず、
インサート成型で樹脂製ケース本体に装着・一体化して
いるため、温度変化によるボンディング接続部への応力
が緩和され、接続の信頼性が大幅に向上される。また、
前記一体成型により、金属ベースの封止（装着）・一体
化部も容易に液密性を保持し得るので、たとえば未硬化
（液状）のシリコーン系ポリマーを、樹脂製ケース本体
内に充填し、硬化させる過程における漏洩なども回避し
得るので、充填量をコントロールし易いなど作業性ない
し量産性にも大きく寄与する。
【００１０】さらに、機能アップもしくは容量アップな
どに伴い入出力端子数が増加した場合は、外部接続用タ
ーミナルの複数列化によって、煩雑な作業などを要せず
に、信頼性の高い実装や接続を達成し得る。
どに伴い入出力端子数が増加した場合は、外部接続用タ
ーミナルの複数列化によって、煩雑な作業などを要せず
に、信頼性の高い実装や接続を達成し得る。
【００１１】
【実施例】以下、図１〜図８を参照して本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００１２】実施例１ 図１は本発明に係る半導体装置の第１の要部構成例を断
面的に示したもので、８は外部接続用ターミナル９が一
列に側壁を貫通して設けられた筒型の樹脂製ケース本
体、10は前記筒型の樹脂製ケース本体８の一端開口部を
封止して底壁面を成す金属ベースである。また、11は前
記筒型の樹脂製ケース本体８内の金属ベース10面に装着
・配置された厚膜回路板、たとえば AlNを支持基板とし
て成る厚膜回路板、12は前記厚膜回路板11にマウントさ
れ、かつ厚膜回路板11に電気的に接続された半導体素子
を含む電子部品、13は前記電子部品12をマウントした厚
膜回路板11の入出力端子 11aを、前記外部接続用ターミ
ナル９に電気的に接続する接続リード部であり、前記筒
型の樹脂製ケース本体８の他端開口部は、図示されない
封止体で封止されている。
面的に示したもので、８は外部接続用ターミナル９が一
列に側壁を貫通して設けられた筒型の樹脂製ケース本
体、10は前記筒型の樹脂製ケース本体８の一端開口部を
封止して底壁面を成す金属ベースである。また、11は前
記筒型の樹脂製ケース本体８内の金属ベース10面に装着
・配置された厚膜回路板、たとえば AlNを支持基板とし
て成る厚膜回路板、12は前記厚膜回路板11にマウントさ
れ、かつ厚膜回路板11に電気的に接続された半導体素子
を含む電子部品、13は前記電子部品12をマウントした厚
膜回路板11の入出力端子 11aを、前記外部接続用ターミ
ナル９に電気的に接続する接続リード部であり、前記筒
型の樹脂製ケース本体８の他端開口部は、図示されない
封止体で封止されている。
【００１３】そして、この半導体装置は、前記筒型の樹
脂製ケース本体８の底壁面を成す金属ベース10が、その
金属ベース10周辺部を樹脂製ケース本体８の側壁部に係
合・一体化した形にインサート成型により封止・装着し
ていることをもって特徴付けられる。
脂製ケース本体８の底壁面を成す金属ベース10が、その
金属ベース10周辺部を樹脂製ケース本体８の側壁部に係
合・一体化した形にインサート成型により封止・装着し
ていることをもって特徴付けられる。
【００１４】次に、上記構成の半導体装置の製造方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１５】先ず、図２ (a)に平面的に示すごとく、予
め切り離し可能な溝（ノッチ）9a′を設けた構成の外部
接続用ターミナル片９′、および図２ (b)に断面的に示
す構成の金属ベース10をそれぞれ用意する。ここで、外
部接続用ターミナル片９′は、たとえば黄銅製であり、
また金属ベース10は、たとえば銅やアルミニウム製であ
って、その周辺部が環状に段付け 10aされているととも
に、取り付け部 10bが設けられている。次いで、予め用
意しておいた筒型の樹脂製ケース本体８用のインサート
成型機の金型に、前記外部接続用ターミナル片９′およ
び金属ベース10をセットし、たとえばポリフェニレンサ
ルファイド樹脂 (PPS)を用い、常套な手段でインサート
成型することにより、図３に要部を断面的に示すような
構造の成型体を得る。すなわち、外部接続用ターミナル
片９′は成型後切り離し可能な溝（ノッチ）9a′で容易
にカットし得るように、下面側ノッチ9a′が内壁面に位
置するごとく、樹脂製ケース本体８の内壁面を段付け
し、この部分でたとえばボンディング時の加圧に対して
補強的した構成を成している。
め切り離し可能な溝（ノッチ）9a′を設けた構成の外部
接続用ターミナル片９′、および図２ (b)に断面的に示
す構成の金属ベース10をそれぞれ用意する。ここで、外
部接続用ターミナル片９′は、たとえば黄銅製であり、
また金属ベース10は、たとえば銅やアルミニウム製であ
って、その周辺部が環状に段付け 10aされているととも
に、取り付け部 10bが設けられている。次いで、予め用
意しておいた筒型の樹脂製ケース本体８用のインサート
成型機の金型に、前記外部接続用ターミナル片９′およ
び金属ベース10をセットし、たとえばポリフェニレンサ
ルファイド樹脂 (PPS)を用い、常套な手段でインサート
成型することにより、図３に要部を断面的に示すような
構造の成型体を得る。すなわち、外部接続用ターミナル
片９′は成型後切り離し可能な溝（ノッチ）9a′で容易
にカットし得るように、下面側ノッチ9a′が内壁面に位
置するごとく、樹脂製ケース本体８の内壁面を段付け
し、この部分でたとえばボンディング時の加圧に対して
補強的した構成を成している。
【００１６】一方、金属ベース10は、その周辺の環状に
段付け部が、図４に平面的（裏面側）に示すごとく、樹
脂製ケース本体８の内壁面に食い込み（係合）んだ形
で、一体化した成型体を成している。
段付け部が、図４に平面的（裏面側）に示すごとく、樹
脂製ケース本体８の内壁面に食い込み（係合）んだ形
で、一体化した成型体を成している。
【００１７】上記インサート成型により製造した外部接
続用ターミナル９および金属ベース10を一体的に具備・
装着させた樹脂製ケース本体８内の金属ベース10面に、
表面側に半導体素子を含む電子部品12をマウントした厚
膜回路板11を固定・配置した後、その厚膜回路板11の入
出力端子 11aと前記外部接続用ターミナル９との間を、
たとえばワイヤボンディングによる接続リード13で電気
的に接続する。その後、要すれば未硬化シリコーンゴム
成分を、樹脂製ケース本体８内に充填し、金属ベース10
面にマウントされている電子部品12を被覆・埋設した状
態にし、たとえば加熱硬化させてから、前記樹脂製ケー
ス本体８の開口面を、接着剤層を介して封止体で封着す
ることにより、所要の半導体装置が得られる。
続用ターミナル９および金属ベース10を一体的に具備・
装着させた樹脂製ケース本体８内の金属ベース10面に、
表面側に半導体素子を含む電子部品12をマウントした厚
膜回路板11を固定・配置した後、その厚膜回路板11の入
出力端子 11aと前記外部接続用ターミナル９との間を、
たとえばワイヤボンディングによる接続リード13で電気
的に接続する。その後、要すれば未硬化シリコーンゴム
成分を、樹脂製ケース本体８内に充填し、金属ベース10
面にマウントされている電子部品12を被覆・埋設した状
態にし、たとえば加熱硬化させてから、前記樹脂製ケー
ス本体８の開口面を、接着剤層を介して封止体で封着す
ることにより、所要の半導体装置が得られる。
【００１８】なお、上記半導体装置の製造工程におい
て、外部接続用ターミナル片９′として図５に平面的に
示すごとく、成型後の切り離し可能な溝（ノッチ）9a′
を側面側に引き出した形のものを用いてもよく、この場
合は外部接続用ターミナル９のボンディング面の損傷が
容易に回避されるので、接続の信頼性を向上し得る。ま
た、前記のように樹脂製ケース本体８を、たとえば銅の
熱膨脹係数（17×10-6／℃）やアルミニウムの熱膨脹係
数（24×10-6／℃）に近い熱膨脹係数（20×10-6／℃）
を有するポリフェニレンサルファイド樹脂 (PPS)で構成
した場合は、温度サイクル試験などですぐれた性能を呈
する。
て、外部接続用ターミナル片９′として図５に平面的に
示すごとく、成型後の切り離し可能な溝（ノッチ）9a′
を側面側に引き出した形のものを用いてもよく、この場
合は外部接続用ターミナル９のボンディング面の損傷が
容易に回避されるので、接続の信頼性を向上し得る。ま
た、前記のように樹脂製ケース本体８を、たとえば銅の
熱膨脹係数（17×10-6／℃）やアルミニウムの熱膨脹係
数（24×10-6／℃）に近い熱膨脹係数（20×10-6／℃）
を有するポリフェニレンサルファイド樹脂 (PPS)で構成
した場合は、温度サイクル試験などですぐれた性能を呈
する。
【００１９】たとえば、前記例示の構成を成す本発明に
係る半導体装置につき、常温と 150℃のシリコーンオイ
ル中に、それぞれ 5分間づつ交互に浸漬させる温度サイ
クル試験を行い、外部接続用ターミナル９のボンディン
グピール強度を評価したところ、図６にて曲線Ａで示す
ごとく、すぐれた安定性ないし信頼性を備えていた。比
較のため、上記図７および図８に示した構成を成す従来
の半導体装置が、図６にて曲線Ｂで示すごとく、温度サ
イクル1200回で外部接続用ターミナル９のボンディング
部のネック切れが発生しているのに対して、本発明に係
る半導体装置の場合は少なくとも10倍の信頼性を呈しお
り、構造・組み立ての簡略化などに伴う工程の合理化、
生産性の向上と相俟って実用上多くの利点をもたらすこ
とが確認された。
係る半導体装置につき、常温と 150℃のシリコーンオイ
ル中に、それぞれ 5分間づつ交互に浸漬させる温度サイ
クル試験を行い、外部接続用ターミナル９のボンディン
グピール強度を評価したところ、図６にて曲線Ａで示す
ごとく、すぐれた安定性ないし信頼性を備えていた。比
較のため、上記図７および図８に示した構成を成す従来
の半導体装置が、図６にて曲線Ｂで示すごとく、温度サ
イクル1200回で外部接続用ターミナル９のボンディング
部のネック切れが発生しているのに対して、本発明に係
る半導体装置の場合は少なくとも10倍の信頼性を呈しお
り、構造・組み立ての簡略化などに伴う工程の合理化、
生産性の向上と相俟って実用上多くの利点をもたらすこ
とが確認された。
【００２０】実施例２ 図７は本発明に係る半導体装置の第２の要部構成例を断
面的に示したもので、８は外部接続用ターミナル９が二
列に側壁を貫通して設けられた筒型の樹脂製ケース本
体、10は前記筒型の樹脂製ケース本体８の一端開口部を
封止して底壁面を成す金属ベースである。また、11は前
記筒型の樹脂製ケース本体８内の金属ベース10面に装着
・配置された厚膜回路板、たとえば AlNを支持基板とし
て成る厚膜回路板、12は前記厚膜回路板11にマウントさ
れ、かつ厚膜回路板11に電気的に接続された半導体素子
を含む電子部品、13は前記電子部品12をマウントした厚
膜回路板11の入出力端子 11aを、前記外部接続用ターミ
ナル９に電気的に接続する接続リード部であり、前記筒
型の樹脂製ケース本体８の他端開口部は、図示されない
封止体で封止されている。
面的に示したもので、８は外部接続用ターミナル９が二
列に側壁を貫通して設けられた筒型の樹脂製ケース本
体、10は前記筒型の樹脂製ケース本体８の一端開口部を
封止して底壁面を成す金属ベースである。また、11は前
記筒型の樹脂製ケース本体８内の金属ベース10面に装着
・配置された厚膜回路板、たとえば AlNを支持基板とし
て成る厚膜回路板、12は前記厚膜回路板11にマウントさ
れ、かつ厚膜回路板11に電気的に接続された半導体素子
を含む電子部品、13は前記電子部品12をマウントした厚
膜回路板11の入出力端子 11aを、前記外部接続用ターミ
ナル９に電気的に接続する接続リード部であり、前記筒
型の樹脂製ケース本体８の他端開口部は、図示されない
封止体で封止されている。
【００２１】そして、この半導体装置は、外部接続用タ
ーミナル９が複数列、筒型の樹脂製ケース本体８の側壁
を貫通配置されていること、および前記筒型の樹脂製ケ
ース本体８の底壁面を成す金属ベース10が、その金属ベ
ース10周辺部を樹脂製ケース本体８の側壁部に係合・一
体化した形にインサート成型により封止・装着している
ことをもって特徴付けられる。
ーミナル９が複数列、筒型の樹脂製ケース本体８の側壁
を貫通配置されていること、および前記筒型の樹脂製ケ
ース本体８の底壁面を成す金属ベース10が、その金属ベ
ース10周辺部を樹脂製ケース本体８の側壁部に係合・一
体化した形にインサート成型により封止・装着している
ことをもって特徴付けられる。
【００２２】上記第２の構成例である半導体装置は、前
記第１の構成例の場合に準じた製造方法で容易に製造し
得る。つまり、前記図２ (a)に平面的に示すごとく、予
め切り離し可能な溝（ノッチ）9a′を設けた構成の外部
接続用ターミナル片９′複数個、および図２ (b)に断面
的に示す構成の金属ベース10をそれぞれ用意する。ここ
で、外部接続用ターミナル片９′はいずれも、たとえば
黄銅製であり、また金属ベース10は、たとえば銅やアル
ミニウム製であって、その周辺部が環状に段付け 10aさ
れているとともに、取り付け部 10bが設けられている。
記第１の構成例の場合に準じた製造方法で容易に製造し
得る。つまり、前記図２ (a)に平面的に示すごとく、予
め切り離し可能な溝（ノッチ）9a′を設けた構成の外部
接続用ターミナル片９′複数個、および図２ (b)に断面
的に示す構成の金属ベース10をそれぞれ用意する。ここ
で、外部接続用ターミナル片９′はいずれも、たとえば
黄銅製であり、また金属ベース10は、たとえば銅やアル
ミニウム製であって、その周辺部が環状に段付け 10aさ
れているとともに、取り付け部 10bが設けられている。
【００２３】次いで、予め用意しておいた筒型の樹脂製
ケース本体８用のインサート成型機の金型に、前記複数
個の外部接続用ターミナル片９′および金属ベース10を
セットし、たとえばポリフェニレンサルファイド樹脂
(PPS)を用い、常套な手段でインサート成型することに
より、図８に要部を断面的に示すような構造の成型体を
得る。すなわち、２段（２列）を成して、樹脂製ケース
本体８の側壁を貫通・配置された外部接続用ターミナル
片９′は、成型後切り離し可能な溝（ノッチ）9a′それ
ぞれで容易にカットし得るように、下面側ノッチ9a′が
内壁面に位置するごとく、樹脂製ケース本体８の内壁面
を段付けし、この部分でたとえばボンディング時の加圧
に対して補強的した構成を成している。
ケース本体８用のインサート成型機の金型に、前記複数
個の外部接続用ターミナル片９′および金属ベース10を
セットし、たとえばポリフェニレンサルファイド樹脂
(PPS)を用い、常套な手段でインサート成型することに
より、図８に要部を断面的に示すような構造の成型体を
得る。すなわち、２段（２列）を成して、樹脂製ケース
本体８の側壁を貫通・配置された外部接続用ターミナル
片９′は、成型後切り離し可能な溝（ノッチ）9a′それ
ぞれで容易にカットし得るように、下面側ノッチ9a′が
内壁面に位置するごとく、樹脂製ケース本体８の内壁面
を段付けし、この部分でたとえばボンディング時の加圧
に対して補強的した構成を成している。
【００２４】一方、金属ベース10は、その周辺の環状に
段付け部が、図４に平面的（裏面側）に示すごとく、樹
脂製ケース本体８の内壁面に食い込み（係合）んだ形
で、一体化した成型体を成している。
段付け部が、図４に平面的（裏面側）に示すごとく、樹
脂製ケース本体８の内壁面に食い込み（係合）んだ形
で、一体化した成型体を成している。
【００２５】上記インサート成型により製造した外部接
続用ターミナル９および金属ベース10を一体的に具備・
装着させた樹脂製ケース本体８内の金属ベース10面に、
表面側に半導体素子を含む電子部品12をマウントした厚
膜回路板11を固定・配置した後、その厚膜回路板11の入
出力端子 11aと前記外部接続用ターミナル９との間を、
たとえばワイヤボンディングによる接続リード13で電気
的に接続する。その後、要すれば未硬化シリコーンゴム
成分を、樹脂製ケース本体８内に充填し、金属ベース10
面にマウントされている電子部品12を被覆・埋設した状
態にし、たとえば加熱硬化させてから、前記樹脂製ケー
ス本体８の開口面を、接着剤層を介して封止体で封着す
ることにより、所要の半導体装置が得られる。
続用ターミナル９および金属ベース10を一体的に具備・
装着させた樹脂製ケース本体８内の金属ベース10面に、
表面側に半導体素子を含む電子部品12をマウントした厚
膜回路板11を固定・配置した後、その厚膜回路板11の入
出力端子 11aと前記外部接続用ターミナル９との間を、
たとえばワイヤボンディングによる接続リード13で電気
的に接続する。その後、要すれば未硬化シリコーンゴム
成分を、樹脂製ケース本体８内に充填し、金属ベース10
面にマウントされている電子部品12を被覆・埋設した状
態にし、たとえば加熱硬化させてから、前記樹脂製ケー
ス本体８の開口面を、接着剤層を介して封止体で封着す
ることにより、所要の半導体装置が得られる。
【００２６】上記構成の半導体装置について、前記実施
例１の場合と同様な試験・評価を行ったところ、同様の
結果が得られた。
例１の場合と同様な試験・評価を行ったところ、同様の
結果が得られた。
【００２７】
【発明の効果】上記説明から分かるように、本発明によ
れば、外部接続用ターミナルだけでなく、金属ベースも
いわゆるインサート成型により樹脂製ケース本体に装着
・一体化されている。すなわち、金属ベースが一般的に
熱膨脹係数が大きい接着剤によらず、インサート成型で
樹脂製ケース本体に装着・一体化しているため、前記接
着剤の熱膨脹係数に起因する外部接続用ターミナルのボ
ンディング接続部に対する応力が大幅に緩和され、接続
の信頼性が大幅に向上される。しかも、前記一体成型に
より、金属ベースの封止（装着）・一体化部も容易に液
密性を保持し得るので、たとえば未硬化（液状）のシリ
コーン系ポリマーを、樹脂製ケース本体内に充填し、硬
化させる過程における漏洩なども回避し得るので、充填
量をコントロールし易いなど作業性ないし量産性にも大
きく寄与する。また、リード部による接続作業性や半導
体装置の実装作業性など考慮して、前記外部接続用ター
ミナルを複数列化した場合は、半導体装置の機能ないし
容量のアップを容易に図ることも可能である。
れば、外部接続用ターミナルだけでなく、金属ベースも
いわゆるインサート成型により樹脂製ケース本体に装着
・一体化されている。すなわち、金属ベースが一般的に
熱膨脹係数が大きい接着剤によらず、インサート成型で
樹脂製ケース本体に装着・一体化しているため、前記接
着剤の熱膨脹係数に起因する外部接続用ターミナルのボ
ンディング接続部に対する応力が大幅に緩和され、接続
の信頼性が大幅に向上される。しかも、前記一体成型に
より、金属ベースの封止（装着）・一体化部も容易に液
密性を保持し得るので、たとえば未硬化（液状）のシリ
コーン系ポリマーを、樹脂製ケース本体内に充填し、硬
化させる過程における漏洩なども回避し得るので、充填
量をコントロールし易いなど作業性ないし量産性にも大
きく寄与する。また、リード部による接続作業性や半導
体装置の実装作業性など考慮して、前記外部接続用ター
ミナルを複数列化した場合は、半導体装置の機能ないし
容量のアップを容易に図ることも可能である。
【図１】本発明に係る半導体装置の要部構成例を示す断
面図。
面図。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造例において用い
た外部接続用ターミナル片の構成例を示す平面図。
た外部接続用ターミナル片の構成例を示す平面図。
【図３】本発明に係る半導体装置の樹脂製ケースのイン
サート成型で外部接続用ターミナル片および金属ベース
を一体化成型したときの要部態様を示す断面図。
サート成型で外部接続用ターミナル片および金属ベース
を一体化成型したときの要部態様を示す断面図。
【図４】本発明に係る半導体装置の樹脂製ケースのイン
サート成型で外部接続用ターミナル片および金属ベース
を一体化成型したときの要部態様を示す裏面図。
サート成型で外部接続用ターミナル片および金属ベース
を一体化成型したときの要部態様を示す裏面図。
【図５】本発明に係る半導体装置の製造例において用い
る外部接続用ターミナル片の他の構成例を示す平面図。
る外部接続用ターミナル片の他の構成例を示す平面図。
【図６】本発明に係る半導体装置および従来の半導体装
置について温度サイクル試験を行ったときのボンディン
グビール強度を比較して示す曲線図。
置について温度サイクル試験を行ったときのボンディン
グビール強度を比較して示す曲線図。
【図７】本発明に係る半導体装置の他の要部構成例を示
す断面図。
す断面図。
【図８】本発明に係る半導体装置の樹脂製ケースのイン
サート成型で外部接続用ターミナル片および金属ベース
を一体化成型したときの他の要部態様を示す断面図。
サート成型で外部接続用ターミナル片および金属ベース
を一体化成型したときの他の要部態様を示す断面図。
【図９】従来の半導体装置の要部構成を示す斜視図。
【図１０】従来の半導体装置の要部構成を示す断面図。
１，８…筒型の樹脂製ケース本体 ２，９…外部接続
用ターミナル ３，10…金属ベース ４，11…厚膜
回路板 4a， 11a…入出力端子 ５，12…半導体素
子を含む電子部品 ６，13…接続リード ７…接着
剤層
用ターミナル ３，10…金属ベース ４，11…厚膜
回路板 4a， 11a…入出力端子 ５，12…半導体素
子を含む電子部品 ６，13…接続リード ７…接着
剤層
Claims (4)
- 【請求項１】 外部接続用ターミナルが側壁を貫通して
設けられた筒型の樹脂製ケース本体と、 前記筒型の樹脂製ケース本体の一端開口部を封止して底
壁面を成す金属ベースと、 前記筒型の樹脂製ケース本体内の金属ベース面に装着・
配置された厚膜回路板と、 前記厚膜回路板面にマウントされ、かつ厚膜回路板に電
気的に接続された半導体素子を含む電子部品と、 前記電子部品をマウントした厚膜回路板の入出力端子
を、前記外部接続用ターミナルに電気的に接続するリー
ド部と、 前記筒型の樹脂製ケース本体の他端開口部を封止する封
止体とを具備して成る半導体装置において、 前記筒型の樹脂製ケース本体の底壁面を成す金属ベース
周辺部がほぼ全周に亘って樹脂製ケース本体の側壁部に
係合した形にインサート成型により装着・一体化してい
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 外部接続用ターミナルが側壁を貫通して
設けられた筒型の樹脂製ケース本体と、 前記筒型の樹脂製ケース本体の一端開口部を封止して底
壁面を成す金属ベースと、 前記筒型の樹脂製ケース本体内の金属ベース面に装着・
配置された厚膜回路板と、 前記厚膜回路板面にマウントされ、かつ厚膜回路板に電
気的に接続された半導体素子を含む電子部品と、 前記電子部品をマウントした厚膜回路板の入出力端子
を、前記外部接続用ターミナルに電気的に接続するリー
ド部と、 前記筒型の樹脂製ケース本体の他端開口部を封止する封
止体とを具備して成る半導体装置において、 前記筒型の樹脂製ケース本体の底壁面を成す金属ベース
周辺部がほぼ全周に亘 って樹脂製ケース本体の側壁部に
係合した形にインサート成型により装着・一体化し、か
つ側壁を貫通して設けられた外部接続用ターミナルが複
数列であることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 樹脂製ケース本体成型機の金型内に、前
記樹脂製ケース本体の側壁に一端側が導出される外部接
続用ターミナル片、および前記樹脂製ケース本体の底壁
面を成すほぼ全周に亘って周辺部が段付けされた金属ベ
ースを位置決めセットする工程と、 前記金型内にモールド用樹脂を供給して、前記外部接続
用ターミナル片が側壁に導出一体化し、前記金属ベース
の周辺部段付き部が側壁に食い込み一体化した一端開口
の樹脂製ケース本体をモールド成型する工程と、 前記モールド成型した樹脂製ケース本体の金属ベース上
に、半導体素子を含む電子部品が実装された厚膜回路板
をマウントする工程と、 前記マウントした厚膜回路板の入出力端子を外部接続用
ターミナル片の他端側に接続リードで電気的に接続する
工程と、 前記樹脂製ケース本体の開口を封止体で封止する工程と
を有する事を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 樹脂製ケース本体成型機の金型内に、前
記樹脂製ケース本体の側壁に一端側が導出される複数列
の外部接続用ターミナル片、および前記樹脂製ケース本
体の底壁面を成すほぼ全周に亘って周辺部が段付けされ
た金属ベースを位置決めセットする工程と、 前記金型内にモールド用樹脂を供給して、前記各外部接
続用ターミナル片が側壁に導出一体化し、前記金属ベー
スの周辺部段付き部が側壁に食い込み一体化した一端開
口の樹脂製ケース本体をモールド成型する工程と、 前記モールド成型した樹脂製ケース本体の金属ベース上
に、半導体素子を含む電子部品が実装された厚膜回路板
をマウントする工程と、 前記マウントした厚膜回路板の入出力端子を外部接続用
ターミナル片の他端側に接続リードで電気的に接続する
工程と、 前記樹脂製ケース本体の開口を封止体で封止する工程と
を有する事を特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21022993A JP2939404B2 (ja) | 1992-12-04 | 1993-08-25 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-325407 | 1992-12-04 | ||
| JP32540792 | 1992-12-04 | ||
| JP21022993A JP2939404B2 (ja) | 1992-12-04 | 1993-08-25 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224314A JPH06224314A (ja) | 1994-08-12 |
| JP2939404B2 true JP2939404B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=26517924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21022993A Expired - Fee Related JP2939404B2 (ja) | 1992-12-04 | 1993-08-25 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2939404B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3357220B2 (ja) * | 1995-07-07 | 2002-12-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP3168901B2 (ja) * | 1996-02-22 | 2001-05-21 | 株式会社日立製作所 | パワー半導体モジュール |
| JP2003297497A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-17 | Hitachi Ltd | 電子制御装置 |
| JP4601509B2 (ja) * | 2005-07-22 | 2010-12-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | モールド形電子回路装置及びその製造方法 |
| JP4809717B2 (ja) * | 2006-06-03 | 2011-11-09 | アピックヤマダ株式会社 | 樹脂封止型電子部品の製造方法および樹脂封止型電子部品 |
| JP5087435B2 (ja) * | 2008-03-12 | 2012-12-05 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電気接続箱 |
| JP5154617B2 (ja) * | 2010-08-13 | 2013-02-27 | パナソニック株式会社 | 基板取付け方法及び基板収納体 |
| JP6151505B2 (ja) * | 2012-10-30 | 2017-06-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出ユニットおよびその製造方法 |
| JP2014093451A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Denso Corp | モールドパッケージの製造方法 |
| JPWO2018128005A1 (ja) * | 2017-01-06 | 2019-11-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | コンデンサ、コンデンサユニット、コンデンサの製造方法およびコンデンサユニットの製造方法 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP21022993A patent/JP2939404B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06224314A (ja) | 1994-08-12 |
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