JP2999930B2 - 混成集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、混成集積回路装置に関
し、特に外部リードの折り曲げを良好に達成するための
枠体の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、混成集積回路装置は、半導体素
子等が固着され所定の回路を達成した基板と、この基板
と箱状を成す枠体とを有し、この箱を成す空間には、樹
脂が注入されている。例えば特願平５−２８２５０６号
等がその一例であり、図３および図４は、その平面図お
よび断面図でありる。

【０００３】まず半導体チップ等の能動素子や抵抗等の
受動素子が固着されて成る領域、リード５０が固着され
ている領域の２領域に樹脂を充填するために、注入領域
は、少なくとも２つ形成されている。図３では、点でハ
ッチングした３つの領域がそうであり、前記枠体６０
は、第１の基板５３を横断する区画壁６１、６２と基板
の周辺と当接する６３、６４、６５、および６６で３つ
の樹脂注入領域を作っている。具体的には、リード５０
の配置領域に該当する注入領域は、区画壁６１、６３、
６４および６６で成り、能動素子や受動素子の配置領域
に該当する注入領域は、区画壁６１、６２、６４および
６６で成り、更には、リード５１の配置領域に該当する
注入領域は、区画壁６１、６４、６５および６６で成っ
ている。

【０００４】図４は、図３のＡ−Ａ線に該当する断面図
であり、リード５０は矢印に向かって折り曲げられる。
ここで第１の基板５３は、回路用配線が設けられ、これ
と能動素子や受動素子の図番５２が電気的に固着されて
いる。また後述するが、シャーシに取り付けるために絶
縁用として第２の基板５４が設けられている。そしてこ
れらの区画壁および基板で成る樹脂注入空間には、歪み
が半導体素子等に加わらないように点でハッチングした
シリコンゲルが充填され、その上に×印でハッチングし
たエポキシ樹脂が充填されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４のように、矢印の
方向に外部リード５０を折り曲げた場合、理想構造は点
線で示した仮想リード５５ように区画壁６３のコーナー
部Ｖで９０度に曲がり、リードと区画壁の上面が当接す
るように成るのが好ましい。しかし樹脂の這いあがりに
より図５のような構成と成ってしまう。

【０００６】つまり外部リード５０が複数形成されてい
る領域の樹脂注入領域７０（図３に示すように樹脂面が
露出している領域）は、縦に細長く形成されているため
に、あらかじめＺ字の様な形に曲げられた仮想リード５
５の状態のリードを基板５３に固着しておくと、この注
入口を有する枠体６０を基板に実装する際、この注入口
を介してリード５５を挿入しなければ成らず、実質的に
不可能であった。従って、図５のように基板に対して垂
直のままで外部リード５０を基板に固着し、この垂直リ
ード５０を前記注入口に挿入することで解決していた。

【０００７】しかしこの注入空間７０に注入した樹脂
は、符号×で示したように、表面張力の関係で、外部リ
ードの表面に沿って這いあがるため、この外部リードの
曲げ支点が、理想構造（図４）の支点Ｖよりも上方に上
がってしまい、ユーザーの希望値をはずれる問題があっ
た。また一点鎖線で示す所は、上方に設けられる例えば
プリント基板と本体とをネジ止めするためにナットが挿
入される領域であり、理想構造よりも上方に曲げ支点が
移動するため、外部リードに設けられるネジ孔７１がセ
ンターからずれてネジ止めができなくなる問題も有して
いた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、第１に、外部リードの折り曲げにより外部
リードと相対向する前記枠体の面は、前記外部リードの
露出部と近接する内側に、少なくとも各リードに対応す
る部分に下方に向かって段差が設けられることで解決す
るものである。

【０００９】第２に、前記段差部が設けられた枠体を基
板に実装し、この後に樹脂を注入し、垂直の外部リード
に這いあがる樹脂を前記段差のコーナー部Ｃで止め、こ
の後で前記外部リードを折り曲げることで解決するもの
である。

【００１０】

【作用】図１のように樹脂注入領域の左隣の区画壁６３
のコーナーに於いて、リード５０の横幅に対応する領域
に下方に向かって段差７１を設け、樹脂がこの注入領域
に注入されてもこの段差のコーナーＣで樹脂の這い上が
りが止まるようにする。従ってこのコーナーＣが下方に
下がった分だけ、このＣと対向するリード５０面の樹脂
の這いあがり高さは、図５の×印よりも低くなるため、
リード５０の曲げ支点は、従来構造に比べ低下し、点線
で示した仮想リード５５のように所定の位置で曲げるこ
とができる。

【００１１】また前述したようにまず垂直にのびたリー
ド５０の取り付けられた第１の基板５３を用意し、これ
に段差のある枠体を実装し、その後に樹脂を注入すれ
ば、注入された樹脂の表面は、段差のコーナーＣが下が
った分リードへの這いあがり量も低下する。つまり樹脂
の這いあがりによる到達点Ｔが、下がるため、リード５
０を左方向に曲げても支点がＴと成るためにほぼ理想的
に曲げることができる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１、図２および図
３を参照しながら説明する。図３は、本願の全体の構成
を説明した平面図であり、基板は紙面に対して裏側に配
置されることになる。また図１は、図３のＡ−Ａ線にお
ける断面図であり、図２は、枠体６０の一部である区画
壁６３を説明する斜視図である。また本願は、本装置を
シャーシーに取り付けるため、耐電圧特性を考慮し基板
を２枚用いているが、第１の基板５３が周辺の区画壁６
３、６４、６５、６６に当接するような基板を用い、第
２の基板５４を省略しても良い。

【００１３】まず図１のように、絶縁処理した第１の基
板５３は、表面に導電路が形成され、この導電路の一部
には、導電パッドが設けられている。この導電パッドに
は、半導体チップ５２が半田付けされ、導電路には、抵
抗等が印刷により、また部品であっては半田で固着され
ている。ここでは図面の都合上、導電路や導電パッドは
省略した。

【００１４】前述の第１の基板５３は、セラミック基
板、絶縁樹脂基板例えばプリント基板または表面を絶縁
処理した金属基板でもよい。ここでは表面を陽極酸化し
酸化アルミニウムが被着されたＡｌ金属基板５３を採用
し、導電路は、ポリイミド等の接着用樹脂層を介してホ
ットプレスにより被着されている。当然半導体チップ５
２は、ダイオード，トランジスタチップおよびＬＳＩチ
ップ等であり、その他に抵抗、トランスやコンデンサ等
の部品も必要により実装される。

【００１５】チップと導電路は、必要によっては金属細
線がワイヤーボンドされ所定の回路が達成されている。
またこの第１の基板５３の少なくとも一側辺には、前記
回路から延在されたリード接続端子が複数個配列され、
これらとリード５０が電気的に接続されている。このリ
ード５０は、後述するが組立の都合上、ほぼＬ字型にな
っていている。また第１の基板５３の固着部近傍で２回
折り曲げられているのは、完全なＬ字で基板５３と接触
しながら区画壁６３へ伸び、その後上方へ折り曲げられ
ていると、第１の基板５３とリード５０の折り曲げ部で
短絡する場合があるためであり、また半田付けの際折り
曲げ部をマニュピレーターで挟むことでリードの変動を
防止しながら半田図けが可能となるためであり、特に無
くても良い。

【００１６】またリード５０が大電流用、つまり電源等
に用いるもので、リード５１が小信号用、つまり回路の
入出力信号に用いるものであるが、特に２群に分けなく
ては成らないものではない。また前記第１の絶縁性基板
５３の下層に、放熱性やシャーシーとの取りつけによる
絶縁破壊を考慮して、第２の基板５４が接着されていて
いる。

【００１７】つまり回路によっては、半導体チップに大
電流が流れ、これにより発生する熱を外部に放出するた
めに金属基板を採用している。また基板５３に直接シャ
ーシーを取りつけた際、基板５３を介して大電圧が印加
されて内部の半導体チップ等が破壊する問題があり、そ
のため本願は、Ａｌ基板を陽極酸化して絶縁処理し、第
１の基板同様にポリイミド樹脂を被着したものを第２の
基板５４としている。これは、第１の基板５３のアース
配線と第１の基板５３の間に絶縁膜がサンドイッチされ
ており、エッチング等でＡｌ基板５３を露出させ、基板
とアース配線を同電位として容量を無くしているが、シ
ャーシにノイズが加わると基板５３、アース配線を介し
て半導体チップ等にノイズがのるためである。図３で
は、×印で示した部分が第２の基板５４である。

【００１８】次に樹脂モールドするための枠体６０を説
明する。図３からも判るように主に半導体チップが搭載
されている領域、リードが固着されている領域の３領域
に樹脂を充填するために、前記枠体６０は、第１の基板
５３を横断する区画壁６１、６２、第１の基板５３の上
下側辺と当接する区画壁６４、６６、および第２の基板
５４の左右側辺と当接する区画壁６３、６５で樹脂の箱
状注入空間を作っている。まず区画壁６１、６２は、半
導体チップの搭載領域とリードの固着領域を分離するも
のであり、リードが左右の側辺に延在されているために
２つの区画壁６１、６２が設けられている。しかし、仮
にリード５１が無い場合は一方の区画壁６２は省略され
る。また上下の側辺にリードが延在される場合は、区画
壁６４、６６よりも内側に水平方向に分離用区画壁が設
けられる。

【００１９】従って半導体チップの搭載領域上の箱状樹
脂注入空間は、区画壁６１、６２、６４、６６で成り、
リード５０の箱状樹脂注入空間は、区画壁６１、６３、
６４、６６で成り、更にリード５１の箱状樹脂注入空間
は、区画壁６２、６５、６４、６６で成っている。半導
体チップ搭載上の空間は、素子への歪みや金属細線への
歪みを考えて、点でハッチングしたシリコンゲルが上方
より注入され、続いて×印のようにポリイミド等の固化
される樹脂が注入されている。またリードの樹脂注入空
間は、シリコンゲルが省略されてポリイミド樹脂のみ注
入されている。前述のように、シリコンゲルは、半導体
チップ等に接続されている金属細線等への歪みを防止す
るものであり、必ず注入しなければならないものではな
い。

【００２０】また本装置は、プリント基板に実装される
ため、リード５０は、注入樹脂から露出した所を支点に
して折り曲げられている。このリード５０とプリント基
板に設けられた電極とが、区画壁６３にあるナット７３
と図示されていないビスとで強固に取り付けられてい
る。本発明の特徴は、区画壁６３にあり、段差７１を設
けることにある。これを具体的に説明したものが、図２
であり、リード５０の横幅に対応する区画壁６３の内側
コーナー部７９に下方に向かった段差７１が設けられて
いる。つまりコーナー７９の位置よりも若干下がった位
置に別のコーナーＣが設けられている。つまり図１を見
れば判るように、従来構造よりもコーナーＣが下げられ
ているので、樹脂注入領域７０に樹脂を注入しても、樹
脂の這いあがりが従来の這いあがり位置×よりも下がっ
た位置、つまりコーナーＣで止められるので、このＣと
対向するリード５０の面の這いあがりもこれに対応して
下げることができる。従って、図１の矢印で示す方向に
リード５０を折り曲げると、支点はＴとなり、点線で示
すような理想的な曲げが達成できる。

【００２１】ここで図２で示されている凹部７４は、ナ
ット７３が入る空間であり、この空間の間に設けられる
縦溝７５は、リード間の延面距離をかせぐために設けら
れている。つまり仮想リード５５のように曲げられてリ
ード５０が区画壁上面と接触し、リード５０には高電圧
が印加され電極間隔が狭いために、樹脂表面に電流が流
れ短絡したりまたは放電したりするためである。

【００２２】また段差７１は、縦溝の間全域に設けても
良い。更には、延面距離を考慮せず縦溝が省略される場
合、図３の区画壁６４の当接部から区画壁６６の当接部
までの区画壁６３の全域に渡り段差を設けても良い。一
方、半導体チップの搭載領域上の樹脂注入空間におい
て、樹脂の注入量が若干増加すると、図５の区画壁６２
のような構造であると、その表面に樹脂が流れ外観不良
となることがあった。しかし図３のように全周に渡り段
差８０を設ければ、たとえ下の段に樹脂が流れても区画
壁６２の上面には流れることが無く外観不良をなくせ
る。

【００２３】次に本混成集積回路装置の製造方法を概略
説明する。まず表面が陽極酸化されたＡｌより成る第１
の基板５３を用意し、接着性のポリイミドを使用しホッ
トプレスで導電路等のＣｕパターンをこの基板５３上に
形成する。その後、トランジスタ等の能動素子や抵抗等
の受動素子を電気的に固着し、必要により金属細線をボ
ンディングする。また側辺に設けられた導電パッドにリ
ード５０や５１を半田付けする。

【００２４】リードは前述したようにＬ字状に形成され
ているため、図３に示されている枠体６０の開口部７
６、７７にリード５０、５１を挿入することによって、
この枠体６０を、第１又は第２の基板５３、５４に実装
する。もちろん枠体と第１の基板および枠体と第２の基
板の間には接着剤が介在し固定されている。続いて前記
開口部７６、７７および７８から樹脂注入領域に樹脂が
注入される。ここでは、まず開口部７８を介して素子の
実装領域に該当する注入空間にゲル状のシリコン樹脂が
注入され、その後に開口部７６、７７および７８の開口
部からエポキシ樹脂が注入される。ここでリード５０の
注入領域７０を考えると、段差７１のコーナーＣに届く
程度注入される。ここで注入精度により注入量が若干増
えていても、表面張力の影響で段差のコーナーＣでとど
まるので、これと対応するリード５０の面では、ほぼＴ
でとどまる。

【００２５】続いてナット７３を凹部にいれた後、リー
ド５０の曲げ工程が入るが、支点がＴになるため点線で
示した仮想リードのように理想的に曲げることができ
る。ここで曲げ方法は、５つのリード５０が全て当接す
るようなローラー等を、図３の右側より左側に加圧しな
がら移動させて折り曲げている。以上で本混成集積回路
装置は完成する。この後、プリント基板の電極や実装相
手の端子と当接させ、しかもスルーホールにリード５１
を挿入する。リード５１は半田により固定されるが、リ
ード５０のネジ孔Ｎとプリント基板のネジ孔を一致さ
せ、このネジ孔を介してネジがナットに取り付けられ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、少な
くともリードに対応する区画壁の角部に段差を設けるこ
とで、このリードの実装領域に該当する樹脂注入空間に
樹脂を注入しても、コーナー部Ｃが下方へ下がった分だ
けリードの面に沿って這いあがる樹脂の這いあがり点
（到達点）は、区画壁の上面よりも低い点Ｔにとどま
る。従ってリードを折り曲げた際、支点は従来よりも下
方に位置することになるので、リードは理想的に曲げる
ことができる。従ってユーザの要求に対応するリード曲
げを実現できる。またリードに設けられるネジ孔のセン
ターとナットのセンターが一致でき、ネジ固定が容易と
なる。

【００２７】またあらかじめＬ字状のリードを第１の基
板に取り付け、この垂直状のリードであるために狭い樹
脂の注入口を介して簡単にこのリードを挿入できるの
で、枠体は簡単に基板に取り付けられ、しかも前記段差
が設けられているので折り曲げ支点よりも下方の所に樹
脂の這いあがり点を止めることができる。従ってこの後
に行われるリードの曲げ工程は理想的に曲げることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明する断面図である。

【図２】本発明の段差部を説明する斜視図である。

【図３】混成集積回路装置の平面図である。

【図４】リードの理想的な曲げを説明する断面図であ
る。

【図５】従来の混成集積回路装置の断面図である。

【符号の説明】

５０ リード ５３ 第１の基板 ５４ 第２の基板 ６０ 枠体 ６１ 区画壁 ６２ 区画壁 ６３ 区画壁 ６４ 区画壁 ６５ 区画壁 ６６ 区画壁 ７０ 樹脂注入領域 ７１ 段差 ７３ ナット ７４ コーナー部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも表面が絶縁性を有する基板
   と、前記基板に形成された導電路および前記導電路と電
   気的に接続した導電パッドと、前記導電路または前記導
   電パッドと電気的に接続し前記基板に固着された半導体
   素子と、前記基板の少なくとも一側辺に設けられたリー
   ド接続端子と、前記リード接続端子と電気的に固着され
   た外部リードと、前記基板の一部と一体となって箱状注
   入空間を成す枠体と、前記箱状注入空間に注入された樹
   脂とを有する混成集積回路装置に於いて、注入された前記樹脂の表面 から外部雰囲気に露出された
   前記外部リードは、前記基板と平行な方向に折り曲げら
   れ、この折り曲げにより前記外部リードと相互に面対向
   する前記枠体の面は、前記外部リードと近接した前記枠
   体のコーナー部分に、少なくとも前記外部リードの幅で
   下方に向かって段差が設けられる事を特徴とした混成集
   積回路装置。
2. 【請求項２】 前記箱状注入空間を構成する前記枠体内
   側の全周に渡り段差を設けた事を特徴とする請求項１に
   記載の混成集積回路装置。
3. 【請求項３】 表面に形成された導電路および前記導電
   路と電気的に接続した導電パッドと、前記導電路または
   前記導電パッドと電気的に接続固着された半導体素子
   と、少なくとも一側辺に設けられたリード端子と、前記
   リード端子と電気的に固着された外部リードとを有する
   基板を用意する工程と、 前記基板の一部と一体となって箱状の樹脂注入空間を成
   し、前記外部リードの折り曲げ予定のコーナー部分に於
   いて、下方に向かって段差が設けられた枠体を前記基板
   に実装する工程と、 前記基板と前記枠体で成る前記樹脂注入空間に樹脂を注
   入する工程と、 前記樹脂の表面と前記樹脂の表面から露出した前記外部
   リードとのほぼ界面を支点として前記外部リードを折り
   曲げる工程とを有する事を特徴とした混成集積回路装置
   の製造方法。