JP4590961B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、導電性接着剤を介してリードフレーム上に電子部品を搭載してなる電子装置に関する。

従来より、導電性接着剤を介して、リードフレーム上に電子部品を搭載してなる電子装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このものは、リードフレーム上の所望位置に、電子部品としてたとえばコンデンサなどの受動素子を、Ａｇペーストなどの導電性接着剤を介して搭載し、その後、これらをエポキシ樹脂などのモールド樹脂により封止してなるものである。

しかしながら、電子部品をリードフレーム上に搭載する際に、部品搭載位置のずれや、導電性接着剤のはみ出しやブリード（つまり、導電性接着剤中の溶剤が流出し飛散する現象）によって周辺部が汚染されるといった問題がある。特に、モールド樹脂による封止を行うものの場合、当該汚染によってモールド樹脂の密着性が劣化し、モールド樹脂が剥離するといった問題が生じる。

この場合、リードフレームのうち電子部品のまわり位置する部位に凹部を設け、導電性接着剤のはみ出しやブリードを防止することが考えられる。

一方で、従来より、バスバーの部品搭載位置にチップ部品をはんだ付けする際に、はんだ付けランドに相当する箇所のバスバーに凹部を設けることにより、はんだフィレットを適切な形状に形成させるようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献２、特許文献３参照）。
特開２００３−８６７５６号公報 特開２００３−１２４４１６号公報 特開２００４−１２８２７４号公報

ところで、上記特許文献２、特許文献３に記載のものについては、単に凹部を設けたものであり、部品搭載時の位置ずれが発生した場合には、はんだ濡れ時のセルフアライメントにより位置ずれを吸収することができる。

しかしながら、Ａｇペーストなどの導電性接着剤のようなセルフアライメントができない接合材料を用いた場合には、位置ずれを吸収することができない。

そこで、導電性接着剤を用いてリードフレーム上に電子部品を搭載する場合には、部品の搭載位置ずれが生じないようにし、また、導電性接着剤のはみ出しやブリードを防止することが必要となる。

なぜならば、このような搭載位置ずれや、導電性接着剤のはみ出し・ブリードが生じる場合、これらを見込んだスペースを設け、これらが生じても許容されるようにすることが必要となり、電子部品の高密度実装が困難になるためである。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、導電性接着剤を介してリードフレーム上に電子部品を搭載してなる電子装置において、電子部品のより高密度な実装を可能に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、導電性接着剤（２０）を介して、リードフレーム（１０）上に電子部品（３０、４０）を搭載してなる電子装置において、リードフレーム（１０）のうち導電性接着剤（２０）が配置される部位には、リードフレームの表面から凹んだ凹部（１５）が形成されており、凹部（１５）において導電性接着剤（２０）を介して電子部品（３０、４０）が接合されているとともに、電子部品（３０、４０）の一部が凹部（１５）内に入り込んでおり、凹部（１５）は、当該凹部（１５）の開口部側の側面（１５ａ）が、当該開口部に向かって広がるテーパ形状となっているとともに、当該開口部に向かって広がるテーパ形状をなす側面よりも当該凹部（１５）の底部側の側面（１５ａ）が、開口部に向かってすぼまるテーパ形状となっており、電子部品（３０、４０）が搭載されたリードフレーム（１０）における凹部（１５）以外の部位にはボンディングワイヤ（５０）が接続されており、リードフレーム（１０）および電子部品（３０、４０）は、モールド樹脂（６０）により封止されていることを特徴としている。

それによれば、導電性接着剤（２０）を介してリードフレーム（１０）上に電子部品（３０、４０）を搭載するとき、開口部に向かって広がるテーパ形状となっている凹部（１５）の側面（１５ａ）が、ガイドの役目をする。

そのため、電子部品（３０、４０）の一部が凹部（１５）に入り込む際に、この凹部（１５）の側面（１５ａ）に沿って、電子部品（３０、４０）が狙いの位置に適切に案内され、位置ずれを防止することができる。

よって、本発明によれば、導電性接着剤（２０）を介してリードフレーム（１０）上に電子部品（３０、４０）を搭載してなる電子装置において、部品の搭載位置ずれを防止できることで、電子部品（３０、４０）のより高密度な実装を可能にできる。

また、導電性接着剤（２０）を介してリードフレーム（１０）上に電子部品（３０、４０）を搭載するとき、開口部に向かってすぼまるテーパ形状となっている凹部（１５）の側面（１５ａ）が、導電性接着剤（２０）の凹部（１５）からのはみ出しやブリードを適切に防止する。

そのため、本発明によれば、導電性接着剤（２０）を介してリードフレーム（１０）上に電子部品（３０、４０）を搭載してなる電子装置において、導電性接着剤（２０）のはみ出し・ブリードを防止できることで、電子部品（３０、４０）のより高密度な実装を可能にできる。

特に、請求項１に記載の電子装置において、導電性接着剤のはみ出しやブリードによる汚染によってモールド樹脂の密着性が劣化し、モールド樹脂が剥離するといった問題点を防止することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置１００の構成を示す概略平面図である。

図１に示されるように、電子装置１００においては、リードフレーム１０上には、導電性接着剤２０を介して電子部品としてのＩＣチップなどからなる半導体素子３０が搭載され接合されている。また、リードフレーム１０には、電子部品としての受動素子４０が導電性接着剤２０を介して搭載され接合されている。

ここで導電性接着剤２０としては、Ａｇペーストなどの樹脂に導電性フィラーを含有させたものが用いられ、受動素子４０としては、たとえば、コンデンサや抵抗体などが採用される。

本例では、導電性接着剤２０としては、Ａｇペーストを採用し、受動素子４０としてはチタン酸バリウムなどのセラミックからなり、両端にＡｇなどからなる電極４１を有するチップコンデンサを採用している。

そして、この受動素子４０は、その電極４１において導電性接着剤２０によりリードフレーム１０と接合されている。このようなコンデンサは、電子装置におけるノイズ除去などのために設けられている。

また、図１に示されるように、半導体素子３０、リードフレーム１０、およびリードフレーム１０のリード部１２の各間は、ボンディングワイヤ５０により接続されている。このボンディングワイヤ５０は、ＡｕやＡｌなどからなるものであり、通常のワイヤボンディング手法により形成することができる。

ここで、リードフレーム１０は、Ｃｕや４２アロイなどの通常のリードフレーム材料を採用し、エッチングやプレスなどにより形成できるものである。そして、リードフレーム１０には、ボンディングワイヤ５０の種類や導電性接着剤２０の種類などに応じて、その表面に適宜メッキ（たとえばＡｇメッキ）などの処理が施されている。

たとえば、半導体素子３０や受動素子４０が導電性接着剤２０により接合され、ボンディングワイヤ５０がＡｕからなる場合、リードフレーム１０のうちこれら導電性接着剤２０の配設部やボンディングワイヤ５０との接続部にはＡｇメッキを施すことになる。

そして、これらリードフレーム１０、半導体素子３０、受動素子４０、およびボンディングワイヤ５０、すなわち装置１００の全体がリード部１２の一部（つまりアウターリード）が露出するように、モールド樹脂６０により封止されている。このモールド樹脂６０は、通常の電子分野で採用されるエポキシ樹脂などのモールド材料を採用し、トランスファーモールド法により形成されるものである。

このように、本実施形態の電子装置１００は、大きくは、導電性接着剤２０を介して、リードフレーム１０上に電子部品３０、４０を搭載し、これらリードフレーム１０および電子部品３０、４０をモールド樹脂６０により封止してなる構成を有している。

さらに、図１に示されるように、本実施形態では、このような電子装置１００において、リードフレーム１０のうち導電性接着剤２０が配置される部位には、リードフレーム１０の表面から凹んだ凹部１５が形成されている。この凹部１５はプレス加工などにより形成可能なものである。

この凹部１５の詳細構成について、図２、図３を参照して述べる。図２は、図１中の受動素子４０の近傍を拡大して示す断面図、すなわち、受動素子４０とリードフレーム１０との接合部近傍を示す概略断面図である。また、図３は、リードフレーム１０に形成された凹部１５の斜視図である。

図２に示されるように、凹部１５において導電性接着剤２０を介して受動素子４０が接合されているとともに、受動素子４０の一部が凹部１５内に入り込んでいる。そして、凹部１５は、その側面１５ａが当該凹部１５の開口部に向かって広がるテーパ形状となっている。なお、ここでは、受動素子４０側の凹部１５について述べたが、半導体素子３０側の凹部１５についても同様である。

この電子装置１００の製造方法は、たとえば、次の通りである。Ａｇペーストなどの上記導電性接着剤２０をリードフレーム１０における半導体素子３０側の凹部１５内に塗布し、半導体素子３０をマウントして導電性接着剤２０を硬化させる、
続いて、ワイヤボンディングを行って各ボンディングワイヤ５０を形成する。これは、受動素子４０を搭載してから、ワイヤボンディングを行うと、ワイヤボンディングのツールが、ボンディングワイヤ５０の近傍に位置する受動素子４０に当たるので、ワイヤボンディングがうまくできないためである。

次に、リードフレーム１０における受動素子４０側の凹部１５内に導電性接着剤２０を塗布し、受動素子４０をマウントして導電性接着剤２０を硬化させる。その後、トランスファーモールド成形などにより、モールド樹脂６０による封止を行う。こうして、図１に示されるような電子装置１００ができあがる。

ところで、本実施形態によれば、導電性接着剤２０を介して、リードフレーム１０上に電子部品３０、４０を搭載してなる電子装置において、リードフレーム１０のうち導電性接着剤２０が配置される部位には、リードフレーム１０の表面から凹んだ凹部１５が形成されており、凹部１５において導電性接着剤２０を介して電子部品３０、４０が接合されているとともに、電子部品３０、４０の一部が凹部１５内に入り込んでおり、凹部１５は、その側面１５ａが当該凹部１５の開口部に向かって広がるテーパ形状となっていることを特徴とする電子装置１００が提供される。

それによれば、導電性接着剤２０を介してリードフレーム１０上に電子部品３０、４０を搭載するとき、開口部に向かって広がるテーパ形状となっている凹部１５の側面１５ａが、ガイドの役目をする。

そのため、電子部品３０、４０の一部が凹部１５に入り込む際に、この凹部１５の側面１５ａに沿って、電子部品３０、４０が狙いの位置に適切に案内され、位置ずれを防止することができる。

よって、本実施形態によれば、導電性接着剤２０を介してリードフレーム１０上に電子部品３０、４０を搭載してなる電子装置１００において、部品の搭載位置ずれを防止できることで、電子部品３０、４０のより高密度な実装を可能にできる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る電子装置の要部の概略断面構成を示す図、すなわち、電子部品としての受動素子４０とリードフレーム１０との接合部近傍を示す概略断面図である。

本実施形態の電子装置も、全体は図示しないが、大きくは、導電性接着剤２０を介して、リードフレーム１０上に電子部品３０、４０を搭載し、これらリードフレーム１０および電子部品３０、４０をモールド樹脂６０により封止してなる構成を有している。

そして、図４に示されるように、本実施形態においては、リードフレーム１０のうち導電性接着剤２０が配置される部位には、リードフレームの表面から凹んだ凹部１５が形成されており、凹部１５において導電性接着剤２０を介して電子部品としての受動素子４０が接合されているとともに、受動素子４０の一部が凹部１５内に入り込んでおり、凹部１５は、その側面１５ａが当該凹部１５の開口部に向かってすぼまるテーパ形状となっている。

つまり、本実施形態では、凹部１５の側面１５ａが、上記実施形態における凹部１５の側面１５ａとは反対の傾斜となっており、いわゆる逆テーパ形状となっている。このような凹部１５は、プレス加工を複数回行うことにより、形成することができる。

それによれば、導電性接着剤２０を介してリードフレーム１０上に電子部品３０、４０を搭載するとき、開口部に向かってすぼまるテーパ形状となっている凹部１５の側面１５ａが、導電性接着剤２０の凹部１５からのはみ出しやブリードを適切に防止する。

そのため、本実施形態によれば、導電性接着剤２０を介してリードフレーム１０上に電子部品３０、４０を搭載してなる電子装置において、導電性接着剤２０のはみ出し・ブリードを防止できることで、電子部品３０、４０のより高密度な実装を可能にできる。

ここで、本実施形態においても、リードフレーム１０および電子部品３０、４０は、モールド樹脂６０により封止されているものにできる。本実施形態の電子装置において、モールド樹脂６０による封止を行うものとすれば、導電性接着剤のはみ出しやブリードによる汚染によってモールド樹脂の密着性が劣化し、モールド樹脂が剥離するといった問題を防止することができる。

［変形例］
ここで、本実施形態の変形例を挙げておく。

図５は、第１の変形例を示す概略断面図である。図５に示されるように、凹部１５における逆テーパ形状の側面１５ａを電子部品４０の端部に近づけてやれば、導電性接着剤２０は毛細管現象などにより逆テーパ形状の側面１５ａに沿った形を形成する。

そのため、導電性接着剤２０においてフィレットが形成され、接合信頼性が向上するため、好ましい。

図６は、第２の変形例を示す概略断面図である。本例では、逆テーパ形状の側面１５ａを有する凹部１５において、側面１５ａにおける凹部１５の開口部側の部分を上記第１実施形態に示されるようなテーパ形状としたものである。それによれば、本実施形態と上記第１実施形態とを組み合わせた効果が期待できる。

図７は、第３の変形例を示す概略断面図である。本例では、凹部１５における開口部のエッジ形状の返しを複数とることができ、より導電性接着剤のはみ出しやブリードを抑制できる。さらに、リードフレーム１０とモールド樹脂６０との間の剥離を抑制しやすくできる。

（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態に係る電子装置の要部の概略断面構成を示す図、すなわち、電子部品としての受動素子４０とリードフレーム１０との接合部近傍を示す概略断面図である。

本実施形態では、図８に示されるように、凹部１５の底部にさらに溝１５ｂを設けている。図８（ａ）は上記第１実施形態の凹部１５に対して溝１５ｂを設けた例を示し、図８（ｂ）は上記第２実施形態の凹部１５に対して溝１５ｂを設けた例を示す。

本実施形態によれば、上記実施形態の効果に加えて、さらに導電性接着剤のはみ出しやブリードを抑制しやすい構成を実現することができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態に示されている各電子装置において、モールド樹脂６０は無いものとしてもよい。

また、電子部品としては、上記した半導体素子３０や受動素子４０に限定されるものではなく、導電性接着剤を介してリードフレーム上に搭載されるものであれば、任意のものを採用することができる。

本発明の第１実施形態に係る電子装置の構成を示す概略平面図である。 図１中の受動素子の近傍を拡大して示す概略断面図である。 リードフレームに形成された凹部の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る電子装置の要部の概略断面図である。 上記第２実施形態における第１の変形例を示す概略断面図である。 上記第２実施形態における第２の変形例を示す概略断面図である。 上記第２実施形態における第３の変形例を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電子装置の要部の概略断面図である。

符号の説明

１０…リードフレーム、１５…凹部、１５ａ…凹部の側面、
２０…導電性接着剤、３０…電子部品としての半導体素子、
４０…電子部品としての受動素子、６０…モールド樹脂。

Claims (1)

1. 導電性接着剤（２０）を介して、リードフレーム（１０）上に電子部品（３０、４０）を搭載してなる電子装置において、
   前記リードフレーム（１０）のうち前記導電性接着剤（２０）が配置される部位には、前記リードフレームの表面から凹んだ凹部（１５）が形成されており、
   前記凹部（１５）において前記導電性接着剤（２０）を介して前記電子部品（３０、４０）が接合されているとともに、前記電子部品（３０、４０）の一部が前記凹部（１５）内に入り込んでおり、
   前記凹部（１５）は、当該凹部（１５）の開口部側の側面（１５ａ）が、当該開口部に向かって広がるテーパ形状となっているとともに、当該開口部に向かって広がるテーパ形状をなす側面よりも当該凹部（１５）の底部側の側面（１５ａ）が、前記開口部に向かってすぼまるテーパ形状となっており、
   前記電子部品（３０、４０）が搭載された前記リードフレーム（１０）における前記凹部（１５）以外の部位にはボンディングワイヤ（５０）が接続されており、
   前記リードフレーム（１０）および前記電子部品（３０、４０）は、モールド樹脂（６０）により封止されていることを特徴とする電子装置。

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