JP4381630B2 - 自動車制御用樹脂封止型モジュール装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子、コンデンサ、抵抗器等の電子部品を内蔵したモジュールを樹脂封止により一体成型した新規な自動車制御用樹脂封止型モジュール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路を用いたモジュールはビデオカメラ、携帯電話等の小型電子機器のみならず、自動車エンジンの制御、電車の車輪の回転制御にも用いられてきている。この様なモジュールは半導体機能を有する電子部品や抵抗機能を有する電子部品を回路基板に実装して、信号制御を行うものである。このようなモジュールの例として、信頼性を向上するためケース内に配線基板を接着し、電子部品を搭載したのち、広い温度範囲で柔軟なシリコーンゲルで封止し耐電圧特性を向上する発明が開示されている（特開平11-67977）。
【０００３】
しかし、ケースを用いるためサイズが大きくなり、また、シリコーンゲルを用いるため注入及び硬化に時間がかかる問題があった。熱硬化性樹脂組成物を用い成型するものに（特開平10−79453）（特開2000−12769）がある。これらの成型方法は配線基板の片面を熱硬化性樹脂組成物により成型するものであるため、基板と封止樹脂の熱膨張率の違いによりそりが生じる問題があった。
【０００４】
また、（特開平10−135377）のように成型に用いる樹脂組成物の熱膨張率を基板の熱膨張率に近づける検討もなされているが片面モールドであるため、基板と樹脂組成物の界面が多く外気に曝されるため剥離が生じやすかった。更に、（特開平9−51056）のようにセラミック多層基板を封止材で封止する発明が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、自動車の制御は快適な走行と低燃費を両立するため複雑な制御を実現する高機能化が求められている。また、部品点数を削減し低コスト化することが求められている。このため、制御装置においては複数の半導体素子や抵抗、コンデンサを組み合わせるモジュール化が行われている。そして、近年、更なる部品点数の削減のため機械部品内部に制御装置を組み込むことが要求されている。
【０００６】
例えば、トランスミッション内部に制御装置を組み込み機械部品と制御装置が一体化したユニットとして製造することが試みられている。このような制御装置には下記の課題を克服することが必要とされている。第一には小型化の課題がある。機械部品内部の限られた空間に収納するため小型化が必要となっている。第二には反りの課題がある。限られた空間に収納するため反り量が少ないことが必要となっている。第三は気密性の課題がある。オイルから生じるミストや機械部品から生じる金属粉から制御装置を保護するために高い気密性が必要となっている。第四には温度変化に対する耐久性の課題がある。機械部品の近傍で激しい冷熱環境にさらされても長時間信頼性を維持する事が必要である。第五には高い量産性による低コスト化の課題がある。
【０００７】
更に前述の公報では、電極の接続部が多層基板の層方向に段差を設けて設置するもので、また、部品の電気的接続には鉛が６３％、錫が３７％の共晶半田（溶融開始温度約183℃）を用いているため、トランスファーモールド成型時にはんだが溶融する可能性があり、得られるモジュール装置等の信頼性が低下することが懸念される。
【０００８】
本発明の目的は、小型で反りが少なく、気密性が高く、量産性及び温度サイクル信頼性に優れ、高い量産性を有する自動車制御用樹脂封止型モジュール装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため種々検討した結果、信頼性の保証された樹脂封止型の電子部品を配線基板に搭載し、電子部品を搭載した配線基板全体を熱硬化性樹脂組成物で一体成型することで高い量産性により低コスト、小型化を図ると同時に反り量が少なく、気密性が高く、温度変化に対しても信頼性の高い樹脂封止型モジュール装置が得られる事実を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の自動車制御用樹脂封止型モジュール装置にある。
【００１０】
本発明は、基板内部に抵抗が埋め込まれた配線基板上に制御素子、記憶素子及び受動素子から構成され、少なくとも１つが熱硬化性樹脂組成物によって封止された回路素子が搭載され、該回路素子が電気的接続材料により前記配線基板に接続され、該配線基板とアウターリードとが電気的に接続された自動車制御用樹脂封止型モジュール装置であって、
前記電気的接続材料の溶融開始温度が２００℃以上、好ましくは２００〜３００℃であり、
前記アウターリードは前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対側の面に接着剤により接着され、
前記抵抗は前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対面側に埋め込まれ、
回路素子、電気的接続材料、配線基板の全体、及び、前記アウターリードの配線基板側の一部が熱硬化性樹脂を用いてトランスファーモールドにて一体封止成型されていることを特徴とする。このように、配線基板全体を被覆した一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が２００℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００１１】
前記配線基板としてガラス繊維強化樹脂基板、セラミックス基板が好ましい。特に、セラミックス基板を用いることにより受動部品の内の抵抗の一部を基板内部に埋め込むことが出来、高密度実装出来る効果がある。
【００１２】
又、本発明は、特に受動素子、制御素子及び記憶素子がいずれも熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品を用いたことにより、前述と同様に、ベアチップを用いた場合のように金ワイヤとベアチップの接合部の断線等が生じず温度サイクル信頼性がさらに優れる効果がある。また、モジュールの構成要素である受動素子、制御素子及び記憶素子を電気的接続材料により一括にて電気的接続できるため、更に量産性が向上できる効果がある。
【００１３】
本発明は、制御素子、記憶素子、受動素子と配線基板との電気的接続材料は溶融開始温度が200℃以上の半田を用いることにより、前述と同様にトランスファーモールド成型による信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田であるため、熱硬化性銀ペーストや熱硬化性銀ペースト等を用いた場合に比べ接続抵抗が10分の1以下になり電気特性が優れる効果がある。また、受動素子と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００１４】
更に、前述の素子と該配線基板との電気的接続材料は溶融開始温度が200℃以上の熱硬化性導電性材料を用いることにより前述と同様な効果が得られ、又受動素子と配線基板との電気的接続材料は熱硬化性導電性材料であるため、電子部品が発熱により一時的に200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、温度サイクル等を含めた各種信頼性に優れる効果がある。また、200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、この樹脂封止型モジュール装置を回路に接続する際、リフローにより接続できる効果がある。
【００１５】
又、前述の素子と該配線基板との電気的接続材料は溶融開始温度が200℃以上の半田と熱硬化性導電性材料の混合物を用いることにおいても前述と同様であり、更にリフローに耐える耐熱性のある部品をまず半田により電気的に接続し、耐熱性が低くリフローに耐えられない部品を後に熱硬化性導電性材料により低温で電気的に接続できるためモジュールに搭載できる材料の選択の幅が広がる効果がある。
【００１６】
本発明は、又熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型電子部品の表面積の40％以上に対してその表面粗さを１≦Ra≦500（μm）とすることにより、配線基板全体を被覆した一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品の表面積の40％以上における表面粗さが１≦Ra≦500（μm）であるため、電子部品と封止材の接着性が高くなりより温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００１７】
本発明は、基板内部に抵抗が埋め込まれた配線基板上に制御素子、記憶素子及び受動素子から構成され、少なくとも１つが熱硬化性樹脂組成物によって封止された回路素子が搭載され、該回路素子が電気的接続材料により前記配線基板に接続され、該配線基板とアウターリードとを電気的に接続した後、素子全部、配線基板の全体、及び、アウターリードの基板側の一部を熱硬化性樹脂を用いトランスファーモールドにて一体封止成型することを特徴とし、特に配線基板上に素子を溶融開始温度が２００℃以上の電気的接続材料で電気的に接続した後、前述のトランスファーモールドにて一体封止成型すると共に、前記アウターリードが前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対側の面に接着剤により接着され、前記抵抗が前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対面側に埋め込まれる構造とするものである。このようにすれば、配線基板全体を被覆した一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の溶融開始温度が２００℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる自動車制御用樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【００１８】
本発明は、前述の自動車制御用樹脂封止型モジュール装置において、前記トランスファーモールドによる金型温度が前記電気的接続材料の溶融開始温度より低いことが好ましく、前述と同様の効果が得られる。
【００１９】
本発明は、前述の熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品に対して紫外線を照射し、その後該配線基板全体と該アウターリードの一部をトランスファーモールドにて一体封止成型することを特徴とし、前述の効果似加え、紫外線照射により電子部品表面の汚染物質を除去し、より温度サイクル信頼性に優れる樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【００２０】
本発明は、熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品に対してプラズマを照射し、その後該配線基板全体と該アウターリードの一部をトランスファーモールドにて一体封止成型することを特徴とし、前述に加え、プラズマ照射により電子部品表面の汚染を除去しより温度サイクル信頼性に優れる樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【００２１】
本発明において用いられる制御素子は、演算又はスイッチング機能を有する素子のことを意味している。これには、演算機能を有する素子にはマイコン等が用いられる。スイッチング機能を有する素子にはトランジスタ等が用いられる。記憶素子は制御プログラムや信号を記憶するメモリを意味している。マイコンに内蔵される場合が多いが、マイコンとは別に設ける事もできる。受動素子は、抵抗、コンデンサ、ダイオード等を意味している。
【００２２】
本発明に用いられる配線基板は、配線回路を形成した基板であれば特に制限されないが、例えば基板材料としてアルミナを主成分として用いたセラミックス配線基板、エポキシ樹脂含浸ガラス繊維を用いたガラスエポキシ配線基板、フェノール樹脂含浸紙を用いた紙フェノール配線基板、エポキシ樹脂含浸紙を用いた 紙エポキシ配線基板、BTレジン（Bismaleimide triazine resin）含浸ガラス繊維を用いたガラスBTレジン配線基板、ポリイミドを用いたポリイミド製配線基板、テフロンを用いたテフロン製配線基板、ポリフェニレンエーテルを用いたポリフェニレンエーテル製配線基板等のうち一つあるいは複数の組み合わせで用いることができる。望ましくは、セラミックス配線基板が良い。これは、受動部品の内の抵抗の一部を基板内部に埋め込むことができるため高密度実装化が出来るからである。
【００２３】
本発明に用いるアウターリードは、電気伝導性の材料であれば特に制約されるものではないが、好ましくはCuを主成分としてFe、P、Zn、Ni、Si、Cr、Sn、Mgのいずれか又は複数を合計で５重量％以下添加したものや、Fe−Ni系合金からなるリードが用いられる。これらはそのまま用いることも出来るが、信頼性向上のために外部に露出する部分に必要に応じて有機コート膜や金属メッキで保護することも出来る。
【００２４】
この有機コート膜には、ポリアミドイミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、カップリング剤、キレート剤等を用いることが出来る。金属メッキにはAu、又はNiを主成分とするメッキが用いられるが、コストの点からNiを主成分とするメッキが望ましい。
【００２５】
本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品には、例えばDIP(Dual Inline Package)、SIP(Single Inline Package)、ZIP(Zigzag Inline Package)、PGA(Pin Grid Array)、SOP(Small Outline Package)、QFP(Quad Flat Package)、SOJ(Small Outline J-bend Package)、PLCC(Plastic Lead Chip Carrier)、MSP(Mini Square Package)等のトランスファーモールド成型による封止やCSP(Chip Scale Package)、BGA(Ball Grid Aray)等のディスペンス封止や注型封止、コーティング封止、シーリング封止、ディップ封止やこれらに準じる封止をした電子部品が用いられる。
【００２６】
これらは大量生産に適した熱硬化性樹脂を用いた樹脂封止成型により成型された低コスト電子部品である。これらの電子部品を用いモジュールを作れば、耐熱性に優れる上にモジュールのコストを下げることができる。樹脂封止型電子部品の多くは、トランスファーモールド成型により成型されている。この電子部品はモールド時の金型と成型された電子部品の取り外しを容易にするため電子部品表面に離型性向上のワックス等の有機物質が付着している場合がある。
【００２７】
この時は市販のままの電子部品を配線基板に接続し配線基板の一体成型を行うことも出来るが、紫外線照射やプラズマ照射、表面粗化等の処理を行いこのような有機物質を取り除いてから配線基板の一体成型を行うことも可能である。紫外線照射量としては500mJ/cm2以上10000mJ/cm2以下が望ましい。500mJ/cm2未満では有機物質の除去効果が低く、10000mJ/cm2より多いと表面を酸化劣化し逆に接着性を悪くしてしまう。プラズマ照射に関しては500Wで1分以上20分以下が望ましい。１分未満では有機物質除去の効果が低く、20分より長いと時間がかかりすぎ量産性が悪くなってしてしまう。
【００２８】
表面粗化に関しては電子部品の表面積の40％以上がJIS B 0660 1998による表面粗さが１≦Ra≦500（μm）であること望ましい。表面積の40％未満では改善の効果が少ないためである。また、Ra＜1（μm）では接着力向上の効果がすくなく、Ra＞500（μm）では粗化により電子部品の強度が低下し破損しやすくなるためである。
【００２９】
本発明において一体成型に用いる熱硬化性樹脂組成物は、樹脂封止成型できる熱硬化性樹脂組成物であれば特に制限されないが、望ましくはエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び無機質充填剤を必須成分とする。
【００３０】
特に、エポキシ樹脂組成物が望ましい。エポキシ樹脂は、１分子中にエポキシ基を２個以上有するものであれば特に限定されない。例えば、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられ、溶融粘度が低いビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
【００３１】
硬化剤は、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物基等エポキシ樹脂を硬化する官能基を有するものであれば特に限定されない。例えば、フェノールノボラック、キシリレン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、クレゾールフェノールノボラック等が挙げられ、溶融粘度が低いフェノールノボラックが好ましい。
【００３２】
無機質充填剤には、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、水酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等が用いられるが機械的特性や硬化性等のバランスのとれたシリカが望ましい。シリカは溶融シリカ及び結晶シリカがあるが、熱膨張係数が小さい溶融シリカが好ましい。粒子形状については、球、角どちらでもよいが、流動性のためには球が好ましい。無機質充填剤は、充填剤の９５重量％以上が粒径０．１〜１００μｍの範囲にあり、かつ平均粒径が２〜２０μｍで球状の粉末が好ましい。特に、２０μｍ以下とすることでも、又この範囲の充填剤は最大充填分率が高く、高充填してもエポキシ樹脂組成物の溶融粘度は上昇しにくい。無機質充填剤の充填量はエポキシ樹脂組成物の全容積に対して５０容積％以上であるのが望ましく、特に熱膨張率の観点から７０容積％以上であるのが好ましい。又、６５容量％以上では上述の球形のみのもの、それ以下は球形と角状との混合で、球形を角状に対して２〜３倍とするのが好ましい。
【００３３】
硬化促進剤は、エポキシ樹脂との場合には硬化反応を促進させるものならば種類は限定されない。例えば、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボロン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、ブチルトリフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のリン化合物、２−フェニル−４−ベンジル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、１，８−ジアザビシクロ[５.４.０]ウンデセン−７、ジアミノジフェニルメタン、トリエチレンジアミン等のアミン化合物等が挙げられる。
【００３４】
本発明で用いたエポキシ樹脂組成物には、上記成分以外にも、必要に応じて離型剤、着色剤、可とう化剤、難燃助剤等を添加することができる。
【００３５】
樹脂封止成型の成型方法にはトランスファーモールド成型、射出成型、ポッティング成型等を用いることができるが、トランスファーモールド成型が量産性の観点から望ましい。これは、トランスファーモールド成型が量産性、信頼性の点で優れているからである。上記のエポキシ樹脂組成物を用いトランスファーモールド成型する場合、成型温度は150℃以上200℃未満の範囲が好ましい。150℃未満では硬化反応が遅く、離型性が悪い。離型性を上げるには長い成型時間が必要となり量産性が悪い。また、200℃以上では、硬化反応が早く進行し流動性が低下するため未充填となってしまう。このため、通常180℃付近の成型温度で成型される。
【００３６】
本発明で電子部品と配線基板の電気的接続に半田を用いる場合には溶融開始温度が200℃以上であれば特に制限されないが、例えば半田には元素記号で示すとSnとAu合金系、SnとPb合金系、SnとAg合金系、SnとAgとCu合金系、SnとAgとBi合金系等の半田が用いられる。
【００３７】
具体的には、元素記号と質量比で示すと、Au：Sn＝８０：２０の合金（溶融開始温度約280℃）、Pb：Sn＝５．０：９５．０の合金（溶融開始温度約232℃）、Ag：Sn＝３．５：９６．５の合金（溶融開始温度約222℃）、Ag：Sn＝２．０：９８．０の合金（溶融開始温度約221℃）、Ag：Cu：Sn＝３．５：０．３：９６．２の合金（溶融開始温度約217℃）、Ag：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８の合金（溶融開始温度約217℃）、Ag：Cu：Sn＝３．５：１．２：９５．３の合金（溶融開始温度約217℃）、Ag：Cu：Sn＝３．５：２．０：９４．５の合金（溶融開始温度約217℃）、Sn＝100の金属（溶融開始温度約232℃）、Ag：Bi：Sn＝３．０：３．０：９４．０の合金（溶融開始温度約217℃）、Ag：Bi：Sn＝３．０：５．０：９２．０の合金（溶融開始温度約201℃）等である。
【００３８】
本発明によれば、半田の溶融開始温度が200℃以上の高温であるため、トランスファーモールド成型しても、金型温度が150℃以上200℃未満であるため成型時に合金は溶融せず、良好な成型品を得ることができる。しかも、電子部品と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００３９】
本発明では、電子部品と配線基板の電気的接続に導電性材料を含有する熱硬化性樹脂組組成物を用いる場合には導電性材料としては特に制限されないが、Ag、Cu、Sn、Pb、Al、Pt、Au等の金属系材料、ポリアセチレン等の有機系材料、黒鉛、フラーレン、ナノチューブ等の炭素化合物の何れか又は併用して用いられる。熱硬化性樹脂としては、特に制限されないが例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビスマレイミド系樹脂等が用いられる。これらは、一旦硬化すると流動しないためトランスファーモールド成型により、良好な成型品を得ることができる。また、電子部品が発熱により一時的に200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００４０】
本発明では、電子部品と配線基板の電気的接続に半田と導電性材料を混載して用いることが出来る。これらは、リフローに耐える耐熱性のある部品をまず半田により電気的に接続し、耐熱性が低くリフローに耐えられない部品を後に熱硬化性導電性材料により低温で電気的に接続できる効果がある。
【００４１】
本発明で電子部品と配線基板の電気的接続に導電性材料を含有する融点が200℃以上の熱可塑性樹脂組成物を用いる事ができる。熱可塑性樹脂としては融点が200℃以上のものであれば特に制限されないが、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド等が用いられる。熱可塑性樹脂の融点が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型により良好な成型品を得ることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（実験例１）
図１は、本発明に関する樹脂封止型モジュール装置の断面図である。配線基板１は６層配線からなるガラスBTレジン配線基板（50ｍｍ×50ｍｍ）である。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３及びトランジスタ１４の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３及びトランジスタ１４をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１のランドを電気的に接続した。
【００４３】
その後、導電材９として、融点が230℃の熱可塑性ポリイミド系銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品４、５、１３と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。
【００４４】
次に、アウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００４５】
表1は樹脂封止型電子部品に用いた樹脂組成物及び樹脂封止モジュールに用いた樹脂組成物の組成(Ａ)及び（Ｂ）を示す。又、表2はこれらの樹脂の適用例を示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、実施例1〜12と比較例1〜4の樹脂封止型モジュール装置の構造の概要、配線基板の材料、配線基板と樹脂封止型電子部品の接続材料、熱硬化性樹脂組成物の材料、成形条件、電子部品の表面処理等の構成と共に、表3に結果をしめした。
【００４９】
【表３（ａ）】
【表３（ｂ）】
【００５０】
なお、樹脂封止型電子部品の表面粗さ測定は触針式の表面粗さ計を用い測定した。表面粗さRaはJIS B 0660:1998で定義される算術平均粗さである。反りの測定は３次元計測器を用い測定し、反りが200μｍ以上の場合は不良で（×）で示した。200μｍ未満の場合は合格で（○）で示した。気密性は温度サイクル試験を3000サイクル行ったサンプルに対し、染色浸透探傷剤を用いた染色浸透探傷法（カラーチェック）により行った。基準は浸透インク長さが1.0mm以上になったものは×、0.5mm以上1mm未満は△、0.5mm未満は○とした。
【００５１】
成形性はモジュールの封止において、流動性や離型性の問題なく成型できた場合は○、成型出来なかった場合は×とした。量産性に関しては、樹脂封止の工程時間で評価し30分未満は○、30分以上のものは×にした。温度サイクル信頼性の試験条件は以下のとおりである。−55℃から150℃まで1時間かけて昇温した後すぐに150℃から-55℃まで1時間かけて冷却し、これを1サイクルとした。サンプル数は10個で行い断線不良の割合が50％に達した時点のサイクル数を示した。
【００５２】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００５３】
（実施例１）
図２は、本発明の樹脂封止型モジュール装置の断面図である。図２において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）である。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３、トランジスタ１４の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３及びトランジスタ１４をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１ランドを電気的に接続した。
【００５４】
その後、導電材９として、融点が230℃の熱可塑性ポリイミド系銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品５、１３と配線基板１の電気的接続を行った。
【００５５】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次にアウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００５６】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００５７】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例1と同様にして行った。
【００５８】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、セラミックス基板を用いるため受動部品の内の抵抗の一部を基板内部に埋め込むことが出来、高密度実装出来る効果がある。
【００５９】
（実施例２）
図３は、本発明の樹脂封止型モジュール装置の断面図である。図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）である。まず、導電材９として、融点が230℃の熱可塑性ポリイミド系銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝600（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【００６０】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。
【００６１】
その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００６２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００６３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００６４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子、制御素子及び記憶素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子、制御素子及び記憶素子が熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品であるため、ベアチップを用いた場合のように金ワイヤとベアチップの接合部の断線等が生じず温度サイクル信頼性がさらに優れる効果がある。また、モジュールの構成要素である受動素子、制御素子及び記憶素子を電気的接続材料により一括にて電気的接続できるため、更に量産性が向上できる効果がある。
【００６５】
（実施例３）
本実施例は、図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。
【００６６】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００６７】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００６８】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００６９】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田であるため、熱硬化性銀ペーストや熱硬化性銀ペースト等を用いた場合に比べ接続抵抗が10分の1以下になり電気特性が優れる効果がある。また、受動素子と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００７０】
（実施例４）
本実施例は、図３において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Bi：Sn＝３．０：５．０：９２．０（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約201℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【００７１】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦240℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００７２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００７３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００７４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田であるため、熱硬化性銀ペーストや熱硬化性銀ペースト等を用いた場合に比べ接続抵抗が10分の1以下になり電気特性が優れる効果がある。また、受動素子と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００７５】
（実施例５）
本実施例は図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAu：Sn＝８０：２０（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約280℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦320℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。
【００７６】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００７７】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００７８】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００７９】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田であるため、熱硬化性銀ペーストや熱硬化性銀ペースト等を用いた場合に比べ接続抵抗が10分の1以下になり電気特性が優れる効果がある。また、受動素子と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００８０】
（実施例６）
本実施例は、図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、熱硬化性銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。
【００８１】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００８２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００８３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００８４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は熱硬化性導電性材料であるため、電子部品が発熱により一時的に200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、温度サイクル等を含めた各種信頼性に優れる効果がある。また、200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、この樹脂封止型モジュール装置を回路に接続する際、リフローにより接続できる効果がある。
【００８５】
（実施例７）
本実施例は、図４において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田（溶融開始温度約217℃）と熱硬化性銀ペーストの混載を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【００８６】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、耐熱温度が180℃のコネクタ端子１７を配線基板１に搭載し、導電材９として半田と熱硬化性銀ペーストの混載を用い150℃１時間の硬化条件で硬化し電気的接続を行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００８７】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００８８】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００８９】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田と熱硬化性導電性材料の混載であるため、リフローに耐える耐熱性のある部品をまず半田により電気的に接続し、耐熱性が低くリフローに耐えられない部品を後に熱硬化性導電性材料により低温で電気的に接続できるためモジュールに搭載できる材料の選択の幅が広がる効果がある。
【００９０】
（実施例８）
本実施例は、図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、マイコン３、トランジスタ１４、タンタルコンデンサ５、メモリ１３、ダイオード１６に代表される、あらかじめサンドブラスト処理により表面積の40％以上を表面粗さRa＝3（μｍ）に粗化した樹脂封止型電子部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。
【００９１】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。次に、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００９２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００９３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００９４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品の表面積の40％以上における表面粗さが１≦Ra≦500（μm）であるため、電子部品と封止材の接着性が高くなりより温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００９５】
（実施例９）
本実施例は、図３において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【００９６】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。その後、樹脂封止型電子部品３、５、１３、１４を含む配線基板に紫外線を2000mJ/cm2照射した。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００９７】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００９８】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００９９】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがない上に、紫外線照射により電子部品表面の汚染を除去しより温度サイクル信頼性に優れる樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【０１００】
（実施例１０）
本実施例は、図３において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【０１０１】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。その後、樹脂封止型電子部品３、５、１３、１４を含む配線基板に酸素プラズマを500Wで５分間照射した。この後、アウターリード２、ダイオード１６配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【０１０２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１０３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１０４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがない上に、プラズマ照射により電子部品表面の汚染を除去しより温度サイクル信頼性に優れる樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【０１０５】
（比較例１）
比較例１のモジュール装置の断面図を図５に示す。セラミックス配線基板１を一体成型した樹脂製ケース１２を用いた。まず、配線基板１上のマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６を搭載する位置に組成がPb：Sn＝５．０：９５．０（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約232℃）をディスペンスした。次に、赤外線リフロー炉を用い、半田ペーストを一旦溶融させた後、固化しマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６と配線基板１との接着を行った。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１ランドを電気的に接続した。そして、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。
【０１０６】
次に配線基板１上のリード材２、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を接合するランド部に導電材９として組成がPb：Sn＝３７：６３（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約183℃）をディスペンスした。その後、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１上に搭載した。次に、あらかじめ、ふた１１にリード材２を挿入し接着固定したブロックをリード材２の足が配線基板１のランド部にくるよう搭載した。
【０１０７】
次に赤外線リフロー炉を用い、半田ペーストを一旦溶融させた後、固化しリード材２、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品と配線基板１との電気的接続を行った。次に、ケースとふたの接触部分にシリコーン接着材を塗布し、150℃１時間の条件で恒温槽にて接着材の硬化を行った。その後、ふた１１に空いている穴からシリコーンゲルを減圧環境下にて注入した。ケース深さの８割までゲルを注入したら、常圧に戻し150℃１時間の条件でシリコーンゲルの硬化を行った。次に、ゲルを流し込んだ穴にシリコーン系接着剤を塗布したキャップ１８を入れ恒温槽にて接着剤の硬化を150℃１時間の条件で行った。
【０１０８】
このようにして作製したモジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１０９】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１１０】
このようにして作成した樹脂封止型半導体装置は成型に30分以上の時間がかかり量産性が悪かった。
【０１１１】
（比較例2）
図6は、比較例の樹脂封止型モジュール装置の断面図である。図６において、配線基板１は6層配線からなるガラスBTレジン配線基板（60mm×50mm）である。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１のランドを電気的に接続した。
【０１１２】
その後、導電材９として、融点が230℃の熱可塑性ポリイミド系銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品４、５、１３と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。
【０１１３】
次に、アウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【０１１４】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１１５】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１１６】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は反りが発生し、温度サイクル信頼性が悪かった。
【０１１７】
（比較例３）
本比較例は、図１において、配線基板１は6層配線からなるガラスBTレジン配線基板（50mm×50mm）を用いたものである。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１のランドを電気的に接続した。その後、導電材９として、組成がPb：Sn＝３７：６３（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約183℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【０１１８】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦220℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品４、５、１３と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【０１１９】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１２０】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１２１】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は温度サイクル試験において直ぐに断線不良をおこした。これは成形時に導電材の半田が部分的に溶融し、電子部品が初期位置からずれたためと思われる。
【０１２２】
（比較例４）
図7は、比較例の樹脂封止型モジュール装置の断面図である。図７において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40mm×50mm）である。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３、トランジスタ１４、メモリ１３、ダイオード１６の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３、トランジスタ１４、メモリ１３、ダイオード１６をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３、メモリ１３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３、メモリ１３のパットと配線基板１のランドを電気的に接続した。
【０１２３】
その後、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、ポリ塩化ビニルでシールされたアルミ電解コンデンサ１５を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品１５と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。
【０１２４】
その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【０１２５】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１２６】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１２７】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は温度サイクル試験において直ぐに断線不良をおこした。これは、成型時にポリ塩化ビニルでシールされたアルミ電解コンデンサが熱により劣化したためと思われる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、小型でそりが少なく、気密性が高く、量産性及び、温度サイクル信頼性に優れた低コストの自動車制御用樹脂封止型モジュール装置を得ることができる。従って、本発明の複数の半導体集積回路を配線基板上に搭載した自動車制御用樹脂封止型モジュール装置は高い信頼性を有し、自動車エンジンの制御装置に適用することが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による樹脂封止型モジュール装置の断面図。
【図２】 本発明による樹脂封止型モジュール装置の断面図。
【図３】 本発明による樹脂封止型モジュール装置の断面図。
【図４】 本発明による樹脂封止型モジュール装置の断面図及び底面図。
【図５】 比較例による樹脂封止型モジュール装置断面図。
【図６】 比較例による樹脂封止型モジュール装置断面図。
【図７】 比較例による樹脂封止型モジュール装置断面図。
【符号の説明】
１…配線基板、２…アウターリード、３…マイコン、４…抵抗、５…樹脂封止型の電子部品、６…接着材、７…封止材、８…ワイヤ、９…導電材、１０…ゲル、１１…ふた、１２…ケース、１３…樹脂封止型電子部品のメモリ、１４…トランジスタ、１５…ポリ塩化ビニルでシールされたアルミ電解コンデンサ、１６…ダイオード、１７…コネクタ端子、１８…キャップ。
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子、コンデンサ、抵抗器等の電子部品を内蔵したモジュールを樹脂封止により一体成型した新規な自動車制御用樹脂封止型モジュール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路を用いたモジュールはビデオカメラ、携帯電話等の小型電子機器のみならず、自動車エンジンの制御、電車の車輪の回転制御にも用いられてきている。この様なモジュールは半導体機能を有する電子部品や抵抗機能を有する電子部品を回路基板に実装して、信号制御を行うものである。このようなモジュールの例として、信頼性を向上するためケース内に配線基板を接着し、電子部品を搭載したのち、広い温度範囲で柔軟なシリコーンゲルで封止し耐電圧特性を向上する発明が開示されている（特開平11-67977）。
【０００３】
しかし、ケースを用いるためサイズが大きくなり、また、シリコーンゲルを用いるため注入及び硬化に時間がかかる問題があった。熱硬化性樹脂組成物を用い成型するものに（特開平10−79453）（特開2000−12769）がある。これらの成型方法は配線基板の片面を熱硬化性樹脂組成物により成型するものであるため、基板と封止樹脂の熱膨張率の違いによりそりが生じる問題があった。
【０００４】
また、（特開平10−135377）のように成型に用いる樹脂組成物の熱膨張率を基板の熱膨張率に近づける検討もなされているが片面モールドであるため、基板と樹脂組成物の界面が多く外気に曝されるため剥離が生じやすかった。更に、（特開平9−51056）のようにセラミック多層基板を封止材で封止する発明が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、自動車の制御は快適な走行と低燃費を両立するため複雑な制御を実現する高機能化が求められている。また、部品点数を削減し低コスト化することが求められている。このため、制御装置においては複数の半導体素子や抵抗、コンデンサを組み合わせるモジュール化が行われている。そして、近年、更なる部品点数の削減のため機械部品内部に制御装置を組み込むことが要求されている。
【０００６】
例えば、トランスミッション内部に制御装置を組み込み機械部品と制御装置が一体化したユニットとして製造することが試みられている。このような制御装置には下記の課題を克服することが必要とされている。第一には小型化の課題がある。機械部品内部の限られた空間に収納するため小型化が必要となっている。第二には反りの課題がある。限られた空間に収納するため反り量が少ないことが必要となっている。第三は気密性の課題がある。オイルから生じるミストや機械部品から生じる金属粉から制御装置を保護するために高い気密性が必要となっている。第四には温度変化に対する耐久性の課題がある。機械部品の近傍で激しい冷熱環境にさらされても長時間信頼性を維持する事が必要である。第五には高い量産性による低コスト化の課題がある。
【０００７】
更に前述の公報では、電極の接続部が多層基板の層方向に段差を設けて設置するもので、また、部品の電気的接続には鉛が６３％、錫が３７％の共晶半田（溶融開始温度約183℃）を用いているため、トランスファーモールド成型時にはんだが溶融する可能性があり、得られるモジュール装置等の信頼性が低下することが懸念される。
【０００８】
本発明の目的は、小型で反りが少なく、気密性が高く、量産性及び温度サイクル信頼性に優れ、高い量産性を有する自動車制御用樹脂封止型モジュール装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため種々検討した結果、信頼性の保証された樹脂封止型の電子部品を配線基板に搭載し、電子部品を搭載した配線基板全体を熱硬化性樹脂組成物で一体成型することで高い量産性により低コスト、小型化を図ると同時に反り量が少なく、気密性が高く、温度変化に対しても信頼性の高い樹脂封止型モジュール装置が得られる事実を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の自動車制御用樹脂封止型モジュール装置にある。
【００１０】
本発明は、基板内部に抵抗が埋め込まれた配線基板上に制御素子、記憶素子及び受動素子から構成され、少なくとも１つが熱硬化性樹脂組成物によって封止された回路素子が搭載され、該回路素子が電気的接続材料により前記配線基板に接続され、該配線基板とアウターリードとが電気的に接続された自動車制御用樹脂封止型モジュール装置であって、
前記電気的接続材料の溶融開始温度が２００℃以上、好ましくは２００〜３００℃であり、
前記アウターリードは前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対側の面に接着剤により接着され、
前記抵抗は前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対面側に埋め込まれ、
回路素子、電気的接続材料、配線基板の全体、及び、前記アウターリードの配線基板側の一部が熱硬化性樹脂を用いてトランスファーモールドにて一体封止成型されていることを特徴とする。このように、配線基板全体を被覆した一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が２００℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００１１】
前記配線基板としてガラス繊維強化樹脂基板、セラミックス基板が好ましい。特に、セラミックス基板を用いることにより受動部品の内の抵抗の一部を基板内部に埋め込むことが出来、高密度実装出来る効果がある。
【００１２】
又、本発明は、特に受動素子、制御素子及び記憶素子がいずれも熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品を用いたことにより、前述と同様に、ベアチップを用いた場合のように金ワイヤとベアチップの接合部の断線等が生じず温度サイクル信頼性がさらに優れる効果がある。また、モジュールの構成要素である受動素子、制御素子及び記憶素子を電気的接続材料により一括にて電気的接続できるため、更に量産性が向上できる効果がある。
【００１３】
本発明は、制御素子、記憶素子、受動素子と配線基板との電気的接続材料は溶融開始温度が200℃以上の半田を用いることにより、前述と同様にトランスファーモールド成型による信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田であるため、熱硬化性銀ペーストや熱硬化性銀ペースト等を用いた場合に比べ接続抵抗が10分の1以下になり電気特性が優れる効果がある。また、受動素子と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００１４】
更に、前述の素子と該配線基板との電気的接続材料は溶融開始温度が200℃以上の熱硬化性導電性材料を用いることにより前述と同様な効果が得られ、又受動素子と配線基板との電気的接続材料は熱硬化性導電性材料であるため、電子部品が発熱により一時的に200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、温度サイクル等を含めた各種信頼性に優れる効果がある。また、200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、この樹脂封止型モジュール装置を回路に接続する際、リフローにより接続できる効果がある。
【００１５】
又、前述の素子と該配線基板との電気的接続材料は溶融開始温度が200℃以上の半田と熱硬化性導電性材料の混合物を用いることにおいても前述と同様であり、更にリフローに耐える耐熱性のある部品をまず半田により電気的に接続し、耐熱性が低くリフローに耐えられない部品を後に熱硬化性導電性材料により低温で電気的に接続できるためモジュールに搭載できる材料の選択の幅が広がる効果がある。
【００１６】
本発明は、又熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型電子部品の表面積の40％以上に対してその表面粗さを１≦Ra≦500（μm）とすることにより、配線基板全体を被覆した一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品の表面積の40％以上における表面粗さが１≦Ra≦500（μm）であるため、電子部品と封止材の接着性が高くなりより温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００１７】
本発明は、基板内部に抵抗が埋め込まれた配線基板上に制御素子、記憶素子及び受動素子から構成され、少なくとも１つが熱硬化性樹脂組成物によって封止された回路素子が搭載され、該回路素子が電気的接続材料により前記配線基板に接続され、該配線基板とアウターリードとを電気的に接続した後、素子全部、配線基板の全体、及び、アウターリードの基板側の一部を熱硬化性樹脂を用いトランスファーモールドにて一体封止成型することを特徴とし、特に配線基板上に素子を溶融開始温度が２００℃以上の電気的接続材料で電気的に接続した後、前述のトランスファーモールドにて一体封止成型すると共に、前記アウターリードが前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対側の面に接着剤により接着され、前記抵抗が前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対面側に埋め込まれる構造とするものである。このようにすれば、配線基板全体を被覆した一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の溶融開始温度が２００℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる自動車制御用樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【００１８】
本発明は、前述の自動車制御用樹脂封止型モジュール装置において、前記トランスファーモールドによる金型温度が前記電気的接続材料の溶融開始温度より低いことが好ましく、前述と同様の効果が得られる。
【００１９】
本発明は、前述の熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品に対して紫外線を照射し、その後該配線基板全体と該アウターリードの一部をトランスファーモールドにて一体封止成型することを特徴とし、前述の効果似加え、紫外線照射により電子部品表面の汚染物質を除去し、より温度サイクル信頼性に優れる樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【００２０】
本発明は、熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品に対してプラズマを照射し、その後該配線基板全体と該アウターリードの一部をトランスファーモールドにて一体封止成型することを特徴とし、前述に加え、プラズマ照射により電子部品表面の汚染を除去しより温度サイクル信頼性に優れる樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【００２１】
本発明において用いられる制御素子は、演算又はスイッチング機能を有する素子のことを意味している。これには、演算機能を有する素子にはマイコン等が用いられる。スイッチング機能を有する素子にはトランジスタ等が用いられる。記憶素子は制御プログラムや信号を記憶するメモリを意味している。マイコンに内蔵される場合が多いが、マイコンとは別に設ける事もできる。受動素子は、抵抗、コンデンサ、ダイオード等を意味している。
【００２２】
本発明に用いられる配線基板は、配線回路を形成した基板であれば特に制限されないが、例えば基板材料としてアルミナを主成分として用いたセラミックス配線基板、エポキシ樹脂含浸ガラス繊維を用いたガラスエポキシ配線基板、フェノール樹脂含浸紙を用いた紙フェノール配線基板、エポキシ樹脂含浸紙を用いた 紙エポキシ配線基板、BTレジン（Bismaleimide triazine resin）含浸ガラス繊維を用いたガラスBTレジン配線基板、ポリイミドを用いたポリイミド製配線基板、テフロンを用いたテフロン製配線基板、ポリフェニレンエーテルを用いたポリフェニレンエーテル製配線基板等のうち一つあるいは複数の組み合わせで用いることができる。望ましくは、セラミックス配線基板が良い。これは、受動部品の内の抵抗の一部を基板内部に埋め込むことができるため高密度実装化が出来るからである。
【００２３】
本発明に用いるアウターリードは、電気伝導性の材料であれば特に制約されるものではないが、好ましくはCuを主成分としてFe、P、Zn、Ni、Si、Cr、Sn、Mgのいずれか又は複数を合計で５重量％以下添加したものや、Fe−Ni系合金からなるリードが用いられる。これらはそのまま用いることも出来るが、信頼性向上のために外部に露出する部分に必要に応じて有機コート膜や金属メッキで保護することも出来る。
【００２４】
この有機コート膜には、ポリアミドイミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、カップリング剤、キレート剤等を用いることが出来る。金属メッキにはAu、又はNiを主成分とするメッキが用いられるが、コストの点からNiを主成分とするメッキが望ましい。
【００２５】
本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品には、例えばDIP(Dual Inline Package)、SIP(Single Inline Package)、ZIP(Zigzag Inline Package)、PGA(Pin Grid Array)、SOP(Small Outline Package)、QFP(Quad Flat Package)、SOJ(Small Outline J-bend Package)、PLCC(Plastic Lead Chip Carrier)、MSP(Mini Square Package)等のトランスファーモールド成型による封止やCSP(Chip Scale Package)、BGA(Ball Grid Aray)等のディスペンス封止や注型封止、コーティング封止、シーリング封止、ディップ封止やこれらに準じる封止をした電子部品が用いられる。
【００２６】
これらは大量生産に適した熱硬化性樹脂を用いた樹脂封止成型により成型された低コスト電子部品である。これらの電子部品を用いモジュールを作れば、耐熱性に優れる上にモジュールのコストを下げることができる。樹脂封止型電子部品の多くは、トランスファーモールド成型により成型されている。この電子部品はモールド時の金型と成型された電子部品の取り外しを容易にするため電子部品表面に離型性向上のワックス等の有機物質が付着している場合がある。
【００２７】
この時は市販のままの電子部品を配線基板に接続し配線基板の一体成型を行うことも出来るが、紫外線照射やプラズマ照射、表面粗化等の処理を行いこのような有機物質を取り除いてから配線基板の一体成型を行うことも可能である。紫外線照射量としては500mJ/cm2以上10000mJ/cm2以下が望ましい。500mJ/cm2未満では有機物質の除去効果が低く、10000mJ/cm2より多いと表面を酸化劣化し逆に接着性を悪くしてしまう。プラズマ照射に関しては500Wで1分以上20分以下が望ましい。１分未満では有機物質除去の効果が低く、20分より長いと時間がかかりすぎ量産性が悪くなってしてしまう。
【００２８】
表面粗化に関しては電子部品の表面積の40％以上がJIS B 0660 1998による表面粗さが１≦Ra≦500（μm）であること望ましい。表面積の40％未満では改善の効果が少ないためである。また、Ra＜1（μm）では接着力向上の効果がすくなく、Ra＞500（μm）では粗化により電子部品の強度が低下し破損しやすくなるためである。
【００２９】
本発明において一体成型に用いる熱硬化性樹脂組成物は、樹脂封止成型できる熱硬化性樹脂組成物であれば特に制限されないが、望ましくはエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び無機質充填剤を必須成分とする。
【００３０】
特に、エポキシ樹脂組成物が望ましい。エポキシ樹脂は、１分子中にエポキシ基を２個以上有するものであれば特に限定されない。例えば、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられ、溶融粘度が低いビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
【００３１】
硬化剤は、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物基等エポキシ樹脂を硬化する官能基を有するものであれば特に限定されない。例えば、フェノールノボラック、キシリレン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、クレゾールフェノールノボラック等が挙げられ、溶融粘度が低いフェノールノボラックが好ましい。
【００３２】
無機質充填剤には、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、水酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等が用いられるが機械的特性や硬化性等のバランスのとれたシリカが望ましい。シリカは溶融シリカ及び結晶シリカがあるが、熱膨張係数が小さい溶融シリカが好ましい。粒子形状については、球、角どちらでもよいが、流動性のためには球が好ましい。無機質充填剤は、充填剤の９５重量％以上が粒径０．１〜１００μｍの範囲にあり、かつ平均粒径が２〜２０μｍで球状の粉末が好ましい。特に、２０μｍ以下とすることでも、又この範囲の充填剤は最大充填分率が高く、高充填してもエポキシ樹脂組成物の溶融粘度は上昇しにくい。無機質充填剤の充填量はエポキシ樹脂組成物の全容積に対して５０容積％以上であるのが望ましく、特に熱膨張率の観点から７０容積％以上であるのが好ましい。又、６５容量％以上では上述の球形のみのもの、それ以下は球形と角状との混合で、球形を角状に対して２〜３倍とするのが好ましい。
【００３３】
硬化促進剤は、エポキシ樹脂との場合には硬化反応を促進させるものならば種類は限定されない。例えば、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボロン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、ブチルトリフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のリン化合物、２−フェニル−４−ベンジル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、１，８−ジアザビシクロ[５.４.０]ウンデセン−７、ジアミノジフェニルメタン、トリエチレンジアミン等のアミン化合物等が挙げられる。
【００３４】
本発明で用いたエポキシ樹脂組成物には、上記成分以外にも、必要に応じて離型剤、着色剤、可とう化剤、難燃助剤等を添加することができる。
【００３５】
樹脂封止成型の成型方法にはトランスファーモールド成型、射出成型、ポッティング成型等を用いることができるが、トランスファーモールド成型が量産性の観点から望ましい。これは、トランスファーモールド成型が量産性、信頼性の点で優れているからである。上記のエポキシ樹脂組成物を用いトランスファーモールド成型する場合、成型温度は150℃以上200℃未満の範囲が好ましい。150℃未満では硬化反応が遅く、離型性が悪い。離型性を上げるには長い成型時間が必要となり量産性が悪い。また、200℃以上では、硬化反応が早く進行し流動性が低下するため未充填となってしまう。このため、通常180℃付近の成型温度で成型される。
【００３６】
本発明で電子部品と配線基板の電気的接続に半田を用いる場合には溶融開始温度が200℃以上であれば特に制限されないが、例えば半田には元素記号で示すとSnとAu合金系、SnとPb合金系、SnとAg合金系、SnとAgとCu合金系、SnとAgとBi合金系等の半田が用いられる。
【００３７】
具体的には、元素記号と質量比で示すと、Au：Sn＝８０：２０の合金（溶融開始温度約280℃）、Pb：Sn＝５．０：９５．０の合金（溶融開始温度約232℃）、Ag：Sn＝３．５：９６．５の合金（溶融開始温度約222℃）、Ag：Sn＝２．０：９８．０の合金（溶融開始温度約221℃）、Ag：Cu：Sn＝３．５：０．３：９６．２の合金（溶融開始温度約217℃）、Ag：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８の合金（溶融開始温度約217℃）、Ag：Cu：Sn＝３．５：１．２：９５．３の合金（溶融開始温度約217℃）、Ag：Cu：Sn＝３．５：２．０：９４．５の合金（溶融開始温度約217℃）、Sn＝100の金属（溶融開始温度約232℃）、Ag：Bi：Sn＝３．０：３．０：９４．０の合金（溶融開始温度約217℃）、Ag：Bi：Sn＝３．０：５．０：９２．０の合金（溶融開始温度約201℃）等である。
【００３８】
本発明によれば、半田の溶融開始温度が200℃以上の高温であるため、トランスファーモールド成型しても、金型温度が150℃以上200℃未満であるため成型時に合金は溶融せず、良好な成型品を得ることができる。しかも、電子部品と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００３９】
本発明では、電子部品と配線基板の電気的接続に導電性材料を含有する熱硬化性樹脂組組成物を用いる場合には導電性材料としては特に制限されないが、Ag、Cu、Sn、Pb、Al、Pt、Au等の金属系材料、ポリアセチレン等の有機系材料、黒鉛、フラーレン、ナノチューブ等の炭素化合物の何れか又は併用して用いられる。熱硬化性樹脂としては、特に制限されないが例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビスマレイミド系樹脂等が用いられる。これらは、一旦硬化すると流動しないためトランスファーモールド成型により、良好な成型品を得ることができる。また、電子部品が発熱により一時的に200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００４０】
本発明では、電子部品と配線基板の電気的接続に半田と導電性材料を混載して用いることが出来る。これらは、リフローに耐える耐熱性のある部品をまず半田により電気的に接続し、耐熱性が低くリフローに耐えられない部品を後に熱硬化性導電性材料により低温で電気的に接続できる効果がある。
【００４１】
本発明で電子部品と配線基板の電気的接続に導電性材料を含有する融点が200℃以上の熱可塑性樹脂組成物を用いる事ができる。熱可塑性樹脂としては融点が200℃以上のものであれば特に制限されないが、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド等が用いられる。熱可塑性樹脂の融点が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型により良好な成型品を得ることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（実験例１）
図１は、本発明に関する樹脂封止型モジュール装置の断面図である。配線基板１は６層配線からなるガラスBTレジン配線基板（50ｍｍ×50ｍｍ）である。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３及びトランジスタ１４の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３及びトランジスタ１４をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１のランドを電気的に接続した。
【００４３】
その後、導電材９として、融点が230℃の熱可塑性ポリイミド系銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品４、５、１３と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。
【００４４】
次に、アウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００４５】
表1は樹脂封止型電子部品に用いた樹脂組成物及び樹脂封止モジュールに用いた樹脂組成物の組成(Ａ)及び（Ｂ）を示す。又、表2はこれらの樹脂の適用例を示す。
【００４６】
【表１】
【表２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、実施例1〜12と比較例1〜4の樹脂封止型モジュール装置の構造の概要、配線基板の材料、配線基板と樹脂封止型電子部品の接続材料、熱硬化性樹脂組成物の材料、成形条件、電子部品の表面処理等の構成と共に、表3に結果をしめした。
【００４９】
【表３（ａ）】
なお、樹脂封止型電子部品の表面粗さ測定は触針式の表面粗さ計を用い測定した。表面粗さRaはJIS B 0660:1998で定義される算術平均粗さである。反りの測定は３次元計測器を用い測定し、反りが200μｍ以上の場合は不良で（×）で示した。200μｍ未満の場合は合格で（○）で示した。気密性は温度サイクル試験を3000サイクル行ったサンプルに対し、染色浸透探傷剤を用いた染色浸透探傷法（カラーチェック）により行った。基準は浸透インク長さが1.0mm以上になったものは×、0.5mm以上1mm未満は△、0.5mm未満は○とした。
【００５１】
成形性はモジュールの封止において、流動性や離型性の問題なく成型できた場合は○、成型出来なかった場合は×とした。量産性に関しては、樹脂封止の工程時間で評価し30分未満は○、30分以上のものは×にした。温度サイクル信頼性の試験条件は以下のとおりである。−55℃から150℃まで1時間かけて昇温した後すぐに150℃から-55℃まで1時間かけて冷却し、これを1サイクルとした。サンプル数は10個で行い断線不良の割合が50％に達した時点のサイクル数を示した。
【００５２】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００５３】
（実施例１）
図２は、本発明の樹脂封止型モジュール装置の断面図である。図２において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）である。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３、トランジスタ１４の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３及びトランジスタ１４をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１ランドを電気的に接続した。
【００５４】
その後、導電材９として、融点が230℃の熱可塑性ポリイミド系銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品５、１３と配線基板１の電気的接続を行った。
【００５５】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次にアウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００５６】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００５７】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例1と同様にして行った。
【００５８】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、セラミックス基板を用いるため受動部品の内の抵抗の一部を基板内部に埋め込むことが出来、高密度実装出来る効果がある。
【００５９】
（実施例２）
図３は、本発明の樹脂封止型モジュール装置の断面図である。図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）である。まず、導電材９として、融点が230℃の熱可塑性ポリイミド系銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝600（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【００６０】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。
【００６１】
その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００６２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００６３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００６４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子、制御素子及び記憶素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子、制御素子及び記憶素子が熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品であるため、ベアチップを用いた場合のように金ワイヤとベアチップの接合部の断線等が生じず温度サイクル信頼性がさらに優れる効果がある。また、モジュールの構成要素である受動素子、制御素子及び記憶素子を電気的接続材料により一括にて電気的接続できるため、更に量産性が向上できる効果がある。
【００６５】
（実施例３）
本実施例は、図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。
【００６６】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００６７】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００６８】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００６９】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田であるため、熱硬化性銀ペーストや熱硬化性銀ペースト等を用いた場合に比べ接続抵抗が10分の1以下になり電気特性が優れる効果がある。また、受動素子と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００７０】
（実施例４）
本実施例は、図３において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Bi：Sn＝３．０：５．０：９２．０（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約201℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【００７１】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦240℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００７２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００７３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００７４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田であるため、熱硬化性銀ペーストや熱硬化性銀ペースト等を用いた場合に比べ接続抵抗が10分の1以下になり電気特性が優れる効果がある。また、受動素子と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００７５】
（実施例５）
本実施例は図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAu：Sn＝８０：２０（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約280℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦320℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。
【００７６】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００７７】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００７８】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００７９】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田であるため、熱硬化性銀ペーストや熱硬化性銀ペースト等を用いた場合に比べ接続抵抗が10分の1以下になり電気特性が優れる効果がある。また、受動素子と配線基板の接続が不良であった場合、半田を再溶融してリペアできる効果がある。
【００８０】
（実施例６）
本実施例は、図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、熱硬化性銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。
【００８１】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００８２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００８３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００８４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は熱硬化性導電性材料であるため、電子部品が発熱により一時的に200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、温度サイクル等を含めた各種信頼性に優れる効果がある。また、200℃以上の高温に達しても再溶融しないため、この樹脂封止型モジュール装置を回路に接続する際、リフローにより接続できる効果がある。
【００８５】
（実施例７）
本実施例は、図４において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田（溶融開始温度約217℃）と熱硬化性銀ペーストの混載を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【００８６】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、耐熱温度が180℃のコネクタ端子１７を配線基板１に搭載し、導電材９として半田と熱硬化性銀ペーストの混載を用い150℃１時間の硬化条件で硬化し電気的接続を行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００８７】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００８８】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００８９】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、受動素子と配線基板との電気的接続材料は半田と熱硬化性導電性材料の混載であるため、リフローに耐える耐熱性のある部品をまず半田により電気的に接続し、耐熱性が低くリフローに耐えられない部品を後に熱硬化性導電性材料により低温で電気的に接続できるためモジュールに搭載できる材料の選択の幅が広がる効果がある。
【００９０】
（実施例８）
本実施例は、図３において、配線基板１は６層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、マイコン３、トランジスタ１４、タンタルコンデンサ５、メモリ１３、ダイオード１６に代表される、あらかじめサンドブラスト処理により表面積の40％以上を表面粗さRa＝3（μｍ）に粗化した樹脂封止型電子部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。
【００９１】
この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。次に、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００９２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００９３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００９４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがなく、温度サイクル信頼性に優れる効果がある上に、熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂封止型の電子部品の表面積の40％以上における表面粗さが１≦Ra≦500（μm）であるため、電子部品と封止材の接着性が高くなりより温度サイクル信頼性に優れる効果がある。
【００９５】
（実施例９）
本実施例は、図３において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【００９６】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。その後、樹脂封止型電子部品３、５、１３、１４を含む配線基板に紫外線を2000mJ/cm2照射した。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【００９７】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【００９８】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【００９９】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがない上に、紫外線照射により電子部品表面の汚染を除去しより温度サイクル信頼性に優れる樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【０１００】
（実施例１０）
本実施例は、図３において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40ｍｍ×50ｍｍ）を用いたものである。まず、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、樹脂封止型電子部品のマイコン３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のトランジスタ１４（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μｍ））、樹脂封止型電子部品のダイオード１６（Ra＝0.5（μｍ））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【０１０１】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦260℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品３、５、１３、１４と配線基板１の電気的接続を行った。その後、樹脂封止型電子部品３、５、１３、１４を含む配線基板に酸素プラズマを500Wで５分間照射した。この後、アウターリード２、ダイオード１６配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【０１０２】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１０３】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１０４】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は小型で、一体封止成型のため反りが少なく、気密性が高く、トランスファーモールド成型のため量産性が高く、受動素子と配線基板の電気的接続材料の流動温度が200℃以上であるため、トランスファーモールド成型による部品の位置ずれがない上に、プラズマ照射により電子部品表面の汚染を除去しより温度サイクル信頼性に優れる樹脂封止型のモジュール装置を製造できる効果がある。
【０１０５】
（比較例１）
比較例１のモジュール装置の断面図を図５に示す。セラミックス配線基板１を一体成型した樹脂製ケース１２を用いた。まず、配線基板１上のマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６を搭載する位置に組成がPb：Sn＝５．０：９５．０（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約232℃）をディスペンスした。次に、赤外線リフロー炉を用い、半田ペーストを一旦溶融させた後、固化しマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６と配線基板１との接着を行った。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１ランドを電気的に接続した。そして、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。
【０１０６】
次に配線基板１上のリード材２、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を接合するランド部に導電材９として組成がPb：Sn＝３７：６３（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約183℃）をディスペンスした。その後、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１上に搭載した。次に、あらかじめ、ふた１１にリード材２を挿入し接着固定したブロックをリード材２の足が配線基板１のランド部にくるよう搭載した。
【０１０７】
次に赤外線リフロー炉を用い、半田ペーストを一旦溶融させた後、固化しリード材２、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品と配線基板１との電気的接続を行った。次に、ケースとふたの接触部分にシリコーン接着材を塗布し、150℃１時間の条件で恒温槽にて接着材の硬化を行った。その後、ふた１１に空いている穴からシリコーンゲルを減圧環境下にて注入した。ケース深さの８割までゲルを注入したら、常圧に戻し150℃１時間の条件でシリコーンゲルの硬化を行った。次に、ゲルを流し込んだ穴にシリコーン系接着剤を塗布したキャップ１８を入れ恒温槽にて接着剤の硬化を150℃１時間の条件で行った。
【０１０８】
このようにして作製したモジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１０９】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１１０】
このようにして作成した樹脂封止型半導体装置は成型に30分以上の時間がかかり量産性が悪かった。
【０１１１】
（比較例2）
図6は、比較例の樹脂封止型モジュール装置の断面図である。図６において、配線基板１は6層配線からなるガラスBTレジン配線基板（60mm×50mm）である。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１のランドを電気的に接続した。
【０１１２】
その後、導電材９として、融点が230℃の熱可塑性ポリイミド系銀ペーストを配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品４、５、１３と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。
【０１１３】
次に、アウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【０１１４】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１１５】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１１６】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は反りが発生し、温度サイクル信頼性が悪かった。
【０１１７】
（比較例３）
本比較例は、図１において、配線基板１は6層配線からなるガラスBTレジン配線基板（50mm×50mm）を用いたものである。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３、トランジスタ１４及びダイオード１６をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３のパットと配線基板１のランドを電気的に接続した。その後、導電材９として、組成がPb：Sn＝３７：６３（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約183℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、抵抗４、樹脂封止型電子部品のタンタルコンデンサ５（Ra＝0.5（μm））、樹脂封止型電子部品のメモリ１３（Ra＝0.5（μm））に代表される部品を配線基板１に搭載した。
【０１１８】
その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦220℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品４、５、１３と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【０１１９】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１２０】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１２１】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は温度サイクル試験において直ぐに断線不良をおこした。これは成形時に導電材の半田が部分的に溶融し、電子部品が初期位置からずれたためと思われる。
【０１２２】
（比較例４）
図7は、比較例の樹脂封止型モジュール装置の断面図である。図７において、配線基板１は6層配線からなり抵抗素子を埋め込んだセラミックス配線基板（40mm×50mm）である。まず、配線基板１に熱硬化性銀ペーストをベアチップのマイコン３、トランジスタ１４、メモリ１３、ダイオード１６の搭載位置にディスペンスし、品質保証されたマイコン３、トランジスタ１４、メモリ１３、ダイオード１６をその上に搭載した。次に150℃１時間の硬化条件で熱硬化性銀ペーストを硬化し接着した。次に、マイコン３、メモリ１３を加熱ステージを用い配線基板側から200℃に加熱し、ワイヤ８として金ワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにてマイコン３、メモリ１３のパットと配線基板１のランドを電気的に接続した。
【０１２３】
その後、導電材９として、組成がAg：Cu：Sn＝３．５：０．７：９５．８（質量％）の合金の半田ペースト（溶融開始温度約217℃）を配線基板１のランド部にディスペンスした。そして、ポリ塩化ビニルでシールされたアルミ電解コンデンサ１５を配線基板１に搭載した。その後、赤外線リフロー装置を用い導電材９を一旦270℃で加熱溶融し、再び固化させることで電子部品１５と配線基板１の電気的接続を行った。この後、銅製リードフレームのアウターリード２を接着材６としてエポキシ樹脂系接着剤を用い150℃１時間の硬化条件で配線基板１に接着した。次に、アウターリード２、トランジスタ１４、ダイオード１６と配線基板１の電気的接続は室温にてワイヤ８としてAlワイヤを用い超音波ワイヤボンディングにて行った。
【０１２４】
その後、180℃におけるゲル化時間が30秒である熱硬化性樹脂組成物を用い金型温度180℃、トランスファー圧力7MPa、成型時間3分で低圧トランスファーモールド成型を行った。用いた封止材は硬化後の特性が、室温の弾性率30GPa、室温の線膨脹係数が8ppm/℃、ガラス転移温度が120℃のものである。
【０１２５】
このようにして作製した樹脂封止型モジュール装置を用い、反り、気密性、成型性、量産性、温度サイクル信頼性を検討し、表１に結果を示した。
【０１２６】
なお、表面粗さの測定、反りの測定、温度サイクル信頼性の試験、成形性の評価、気密性の評価、量産性の評価は実施例１と同様にして行った。
【０１２７】
このようにして作成した樹脂封止型モジュール装置は温度サイクル試験において直ぐに断線不良をおこした。これは、成型時にポリ塩化ビニルでシールされたアルミ電解コンデンサが熱により劣化したためと思われる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、小型でそりが少なく、気密性が高く、量産性及び、温度サイクル信頼性に優れた低コストの自動車制御用樹脂封止型モジュール装置を得ることができる。従って、本発明の複数の半導体集積回路を配線基板上に搭載した自動車制御用樹脂封止型モジュール装置は高い信頼性を有し、自動車エンジンの制御装置に適用することが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による樹脂封止型モジュール装置の断面図。
【図２】 本発明による樹脂封止型モジュール装置の断面図。
【図３】 本発明による樹脂封止型モジュール装置の断面図。
【図４】 本発明による樹脂封止型モジュール装置の断面図及び底面図。
【図５】 比較例による樹脂封止型モジュール装置断面図。
【図６】 比較例による樹脂封止型モジュール装置断面図。
【図７】 比較例による樹脂封止型モジュール装置断面図。
【符号の説明】
１…配線基板、２…アウターリード、３…マイコン、４…抵抗、５…樹脂封止型の電子部品、６…接着材、７…封止材、８…ワイヤ、９…導電材、１０…ゲル、１１…ふた、１２…ケース、１３…樹脂封止型電子部品のメモリ、１４…トランジスタ、１５…ポリ塩化ビニルでシールされたアルミ電解コンデンサ、１６…ダイオード、１７…コネクタ端子、１８…キャップ。
Claims (7)
- 基板内部に抵抗が埋め込まれた配線基板上に制御素子、記憶素子及び受動素子から構成され、少なくとも１つが熱硬化性樹脂組成物によって封止された回路素子が搭載され、該回路素子が電気的接続材料により前記配線基板に接続され、該配線基板とアウターリードとが電気的に接続された自動車制御用樹脂封止型モジュール装置であって、
前記電気的接続材料の溶融開始温度が２００℃以上であり、
前記アウターリードは前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対側の面に接着剤により接着され、
前記抵抗は前記配線基板の前記回路素子搭載面とは反対面側に埋め込まれ、
前記回路素子と電気的接続材料と配線基板の全体及び前記アウターリードの前記配線基板側の一部が熱硬化性樹脂組成物によってトランスファーモールドにて封止されていることを特徴とする自動車制御用樹脂封止型モジュール装置。 - 請求項１において、前記トランスファーモールドによる金型温度が前記電気的接続材料の溶融開始温度より低いことを特徴とする自動車制御用樹脂封止型モジュール装置。
- 請求項１又は２において、前記配線基板が多層であり、樹脂基板、ガラス繊維強化樹脂基板およびセラミックス基板のいずれかであることを特徴とする自動車制御用樹脂封止型モジュール装置。
- 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記電気的接続材料が熱可塑性銀ペースト、熱硬化性銀ペースト及び半田の１種又は２種以上の混合物であることを特徴とする自動車制御用樹脂封止型モジュール装置。
- 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記電気的接続材料が熱硬化性導電性材料、又は半田と熱硬化性導電性材料の混在であることを特徴とする自動車制御用樹脂封止型モジュール装置。
- 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記熱硬化性樹脂組成物によって封止された回路素子の表面積の40％以上が表面粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上５００μｍ以下（但し、RaはJIS B 0660：1998で定義される算術平均粗さ）であることを特徴とする自動車制御用樹脂封止型モジュール装置。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の自動車制御用樹脂封止型モジュール装置がトランスミッション内部に組み込まれていることを特徴とする自動車。
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