JP5974667B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数個のアイランドを有するハーフモールドタイプのパッケージを、接着剤を介して基材上に接着してなる電子装置に関する。

従来より、この種のハーフモールドタイプのモールドパッケージとしては、一面と他面とが表裏の板面の関係にある板状をなし、平面的に離間して配置された複数個のアイランドと、各アイランドの一面に搭載された電子部品と、接合面にて各アイランドの他面が露出するように、各アイランド、電子部品および各アイランド間を封止するモールド樹脂と、を有するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このようなモールドパッケージは、モールドパッケージにおけるアイランドの他面側、すなわち、モールド樹脂の接合面を基材に対向させ、モールドパッケージと基材との間に電気絶縁性の接着剤を介在させることにより、基材に接合される。

特開２００６−６６５５９号公報

ところで、近年、装置の体格の小型化の点で、隣り合うアイランド同士の間隔を小さくすることが要望されている。ここで、隣り合うアイランドの他面同士は、モールド樹脂の接合面より露出するが、それぞれのアイランドは互いに異電位を持つものであるから、この隣り合うアイランドの他面間にて発生する短絡を防止することが必要となる。

しかし、従来の電子装置では、上記のように接着剤を介してモールドパッケージと基材とを接合するときに、モールド樹脂の接合面において、隣り合うアイランドの他面同士に跨って接着剤中のボイドが形成されることがある。この場合、当該ボイドの部分では、隣り合うアイランドの他面間に位置するモールド樹脂の接合面にて沿面リークが発生し、当該アイランド同士で短絡が発生しやすくなる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、複数個のアイランドを有するハーフモールドタイプのパッケージを、接着剤を介して基材上に接着してなる電子装置において、モールド樹脂における基材との接合面にて露出し隣り合うアイランドの他面同士の間で、当該アイランドの他面同士に跨って接着剤中にボイドが形成されるのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１１）と他面（１２）とが表裏の板面の関係にある板状をなし、平面的に離間して配置された複数個のアイランド（１０）と、それぞれのアイランドの一面に搭載された電子部品（２０）と、一面が接合面（３１）とされ、当該接合面にてそれぞれのアイランドの他面が露出するように、それぞれのアイランド、電子部品およびアイランド間を封止するモールド樹脂（３０）と、を有するハーフモールドタイプのモールドパッケージ（１）を備え、モールドパッケージにおけるモールド樹脂の接合面と対向して基材（２）が設けられており、モールドパッケージと基材との間には、モールドパッケージと基材とを接合する電気絶縁性の接着剤（３）が、介在しており、モールド樹脂の接合面のうち隣り合うアイランドの他面間に位置する部位は、モールド樹脂を当該隣り合うアイランドの他面よりも基材側に突出させてなる突起（３２）として構成されており、
モールド樹脂の接合面のうち隣り合うアイランドの他面間に位置する部位において、突起の両側に位置する部位は、当該隣り合うアイランドの他面よりも凹んだ凹部（３３）とされていることを特徴とする。

それによれば、接着剤を介してモールドパッケージと基材とを接合するときに、隣り合うアイランドの他面同士に跨って接着剤中のボイドが形成されようとしても、突起によって当該ボイドが分断される。よって、本発明によれば、モールド樹脂の接合面にて露出し隣り合うアイランドの他面同士の間で、当該アイランドの他面同士に跨って接着剤中にボイドが形成されるのを防止することができる。また、本発明によれば、突起で分断されたボイドが凹部に蓄えられ、アイランドの他面まで移動しにくくなるから、アイランドの他面からの放熱性を確保するという点で好ましい。

ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の電子装置においては、突起は、突出先端部が鋭利な形状とされたものであることが好ましい。それによれば、突起の突出先端部にてボイドを分断しやすくなる。

ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の電子装置においては、モールド樹脂の接合面のうち隣り合うアイランドの他面間に位置する部位以外に、さらに、アイランドの他面の外周に設けてもよいが、この場合、さらに、本発明のように、隣り合うアイランドの他面間に位置する部位を除くアイランドの他面の外周において、突起を断続的に設けることが好ましい。

それによれば、突起が無い部分がボイドの逃げ道となり、ボイドをアイランドの他面の外側に逃がすことができるため、アイランドの他面からの放熱性を確保するという点で好ましい。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置において、突起の突出先端部が、モールドパッケージのうちの基材に最も近い位置にある部位とされていることを特徴とする。

それによれば、基材上に接着剤を配置した後、モールドパッケージを、接着剤を介して基材上に搭載するときに、モールドパッケージのなかで突起の突出先端部を、最初に接着剤に接触させることができるから、突起によるボイドの分断を、より確実に行える。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（ａ）は本発明の第１実施形態にかかる電子装置を示す概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のモールドパッケージにおけるモールド樹脂の接合面の構成を示す概略平面図である。 図１に示される電子装置におけるモールドパッケージのモールド工程を示す概略断面図である。 図１に示される電子装置におけるモールドパッケージの基材への接合工程を示す工程図である。 本発明の第２実施形態にかかるモールドパッケージにおける突起形成工程を示す工程図である。 本発明の第３実施形態にかかるモールドパッケージにおけるモールド樹脂の接合面の構成を示す概略平面図である。 本発明の第４実施形態にかかるモールドパッケージを示す概略断面図である。 本発明の第５実施形態にかかるモールドパッケージを示す概略断面図である。 本発明の第６実施形態にかかるモールドパッケージを示す概略断面図である。

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

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる電子装置について図１を参照して述べる。本実施形態の電子装置は、大きくは、ハーフモールドタイプのモールドパッケージ１と、このモールドパッケージ１を搭載する基材２と、モールドパッケージ１と基材２との間に介在し当該両部材１、２を接合する接着剤３と、を備えて構成されている。

モールドパッケージ１は、複数個のアイランド１０と、電子部品２０と、これらアイランド１０および電子部品２０を封止するモールド樹脂３０とを備えている。それぞれのアイランド１０は、一面１１と他面１２とが表裏の板面の関係にある板状をなすもので、ここでは、典型的な矩形板状をなしている。

これら複数個（図１では２個）のアイランド１０は、平面的に離間して配置されている。つまり、複数個のアイランド１０は、アイランド１０の一面１１および他面１２に水平な方向に沿って間隔を開けて配置されている。ここでは、隣り合う矩形板状のアイランド１０における１つの辺同士が平行に対向した状態とされている。

このアイランド１０は、Ｃｕや４２アロイ等よりなり、典型的にはリードフレームの一部として構成されたものである。本実施形態では、アイランド１０は、当該リードフレームの一部として構成され、アイランド１０の周囲には、同じリードフレームの一部としてのリード端子１３が設けられている。

電子部品２０は、それぞれのアイランド１０の一面１１上に搭載されている。図示しないが、電子部品２０は、はんだやＡｇペースト等のダイボンド材を介してアイランド１０の一面１１に接続され固定されている。

この電子部品２０としては、シリコン半導体等よりなるＩＣチップ、あるいはチップコンデンサ等の表面実装部品が挙げられる。また、図示しないが、モールド樹脂３０内にて、各電子部品２０とリード端子１３との間は、ワイヤボンディング等により電気的に接続されている。

モールド樹脂３０は、モールドパッケージ１の本体を区画するものであり、一面３１が接着剤３を介して基材２と接合される面としての接合面３１とされたものである。図１の例では、モールド樹脂３０は、矩形板状をなしている。このモールド樹脂３０は、エポキシ樹脂等の典型的なモールド材料よりなるもので、金型を用いたトランスファーモールド法により形成されている。

そして、モールド樹脂３０は、それぞれのアイランド１０、電子部品２０およびアイランド１０間を封止している。つまり、モールド樹脂３０は、隣り合うアイランド１０の間に充填され、当該間を封止している。そして、モールド樹脂３０の接合面３１にて、それぞれのアイランド１０の他面１２が露出している。

なお、モールド樹脂３０は、リード端子１３のインナーリード部分を封止し、アウターリード部分を露出させている。このリード端子１３のインナーリード部分にて上記ワイヤボンディング等による接続がなされており、アウターリード部分にて、外部との電気的接続がなされるようになっている。

こうしたモールドパッケージ１に対して、基材２は、当該モールドパッケージ１におけるモールド樹脂３０の接合面３１と対向して設けられている。この基材２は、モールドパッケージ１を接着して固定および支持できるものであれば、特に限定するものではないが、放熱性に優れたものであることが望ましい。

上述したように、モールドパッケージ１はモールド樹脂３０の接合面３１にてアイランド１０の他面１２を露出させた構成を採用することにより、当該アイランド１０の他面１２から接着剤３を介して基材２に放熱を行うようにしている。そのため、基材２としては、たとえばアルミニウムダイカストやＣｕ等よりなるケース等が採用される。

また、接着剤３としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等よりなる樹脂接着材料が採用される。この接着剤３は印刷等により基材２上に塗布し、硬化することで接着機能を発揮するものである。また、接着剤３としては、放熱性を向上させるために、さらに、アルミナやシリカ等のフィラーを含有するものであってもよい。

このような本実施形態の電子装置において、図１に示されるように、モールド樹脂３０の接合面３１のうち隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位は、モールド樹脂３０を当該隣り合うアイランド１０の他面１２よりも基材２側に突出させてなる突起３２として構成されている。

この突起３２は、隣り合うアイランド１０の他面１２間の全体に形成されている。つまり、隣り合うアイランド１０の他面１２の辺方向の全体に延びるように突起３２が設けられており、さらに、突起３２の幅Ｗ２は、隣り合うアイランド１０の他面間の距離Ｗ１と同等以上の幅とされている。

本実施形態では、突起３２は、当該突起３２の突出先端部３２ａが鋭利な形状とされたものである。具体的には、図１に示されるように、突起３２は、幅Ｗ２方向の断面がパッケージ１側に底辺を有する三角形となっている。

また、突起３２の突出先端部３２ａは、モールドパッケージ１のうちの基材２に最も近い位置にある部位とされている。つまり、突起３２の突出先端部３２ａと基材２との距離Ｌ１が、接着剤３を介して対向するモールドパッケージ１と基材２との間隔のなかで、最短距離Ｌ１とされている。

次に、図２、図３を参照して、本電子装置の製造方法について述べる。まず、モールドパッケージについては、それぞれのアイランド１０に電子部品２０を搭載し、各電子部品２０とリード端子１３とをワイヤボンディング等により接続する。続いて、図２に示されるように、このものを、モールド樹脂３０成型用の金型１００に設置する。

この金型１００は、典型的なトランスファーモールド法に用いられるもので、上型１０１と下型１０２とを合致させることにより、当該上下型１０１、１０２の間にキャビティを形成するものである。ここで、金型１００のキャビティ内面には、上記突起３２に対応した凹部１０３が形成されている。具体的には、金型１００の凹部１０３は下型１０２に設けられている。

そして、ワークが設置された金型１００のキャビティに、モールド樹脂３０を注入し充填することにより、突起３２を有するモールド樹脂３０が成型される。こうして、モールド工程を行うことで、図１に示されるモールドパッケージ１ができあがる。

次に、図３（ａ）に示されるように、基材２上に接着剤３を配置しておき、モールドパッケージ１におけるモールド樹脂３０の接合面３１と接着剤３とを対向させた状態とし、モールドパッケージ１を基材２上に搭載する。

このとき、接着剤３中にボイドＢが存在しても、接着剤３を突起３２の両側にかき分けるように、突起３２が接着剤３に入り込んでいくことで、ボイドＢが分断される。そのため、モールドパッケージ１の搭載後には、図３（ｂ）に示されるように、接着剤３中のボイドＢは、隣り合うアイランド１０の他面１２間にて、突起３２の両側に分断された状態となる。

特に、本実施形態では、突起３２の突出先端部３２ａが、モールドパッケージ１のうちの基材２に最も近い位置にある部位とされているから、突起３２によるボイドＢの分断を、より確実に行える。

このことについて、更に述べる。基材２上に配置される接着剤３の厚さは、通常、全体的に均一とされる。また、本実施形態では、突起３２の突出先端部３２ａが、モールドパッケージ１のうちの基材２に最も近い位置にある部位となるように構成されている。そのため、モールドパッケージ１の搭載時には、突起３２の突出先端部３２ａが、最初に接着剤３に接触する。

ここで、この構成については、基材２に生じる反りを考慮することが望ましい。つまり、製造上の誤差等により基材２には、図３に示されるように、反りが生じることがあるが、その反りを考慮して、突起３２の突出先端部３２ａと基材２との距離Ｌ１が上記最短距離Ｌ１となるように、突起３２の高さを決めればよい。

図３（ｂ）では、基材２の反りによって、モールドパッケージ１の周辺部と基材２との距離Ｌ２が、反りが生じない平坦な基板２に比べて近いものとなっている。これを考慮して、本実施形態では、突起３２の突出先端部３２ａと基材２との距離Ｌ１を、上記距離Ｌ２の想定サイズよりも短くなるように突起３２の高さを決めている。

それにより、図３（ａ）に示されるように、モールドパッケージ１の搭載時に、基材２が反っていても、モールドパッケージ１のなかで突起３２の突出先端部３２ａを、最初に接着剤３に接触させることができる。そのため、隣り合うアイランド１０の他面１２に渡るボイドの形成が防止しやすいものとなる。

こうして、接着剤３上にモールドパッケージ１を搭載した後、接着剤３を加熱等によって硬化することにより、モールドパッケージ１と基材２とが接着される。このようにモールドパッケージ１の搭載および接着剤３の硬化を経て、モールドパッケージ１と基材２とが接合される。

ここで、接着剤３の硬化工程においては、溶剤の揮発等に起因して接着剤３中にボイドが発生することがあるが、このボイドも、突起３２に当たって分断されるため、アイランド１０間に跨るボイドは発生しない。以上が、本実施形態にかかる電子装置の製造方法であり、これにより図１に示される電子装置ができあがる。

このように、本実施形態によれば、接着剤３を介してモールドパッケージ１と基材２とを接合するときに、隣り合うアイランド１０の他面１２同士に跨って接着剤３中のボイドＢが形成されようとしても、突起３２によって当該ボイドＢが分断される。

そのため、本実施形態によれば、モールド樹脂３０の接合面３２にて露出し隣り合うアイランド１０の他面１２同士の間で、当該アイランド１０の他面１２同士に跨って接着剤３中にボイドＢが形成されるのを防止することができる。その結果、隣り合い且つ異電位であるアイランド１０の他面１２間にて沿面リークの発生を防止し、当該両アイランド１０間の電気的短絡が防止される。

また、本実施形態では、突起３２は、突出先端部３２ａが鋭利な形状とされたものであるから、当該突出先端部３２ａにてボイドＢを分断しやすくなる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なる突起３２の形成工程を提供する。上記第１実施形態では、図２に示したように、モールド樹脂３０成型用の金型１００に凹部１０３を設けることで突起３２を形成していた
それに対して、本実施形態の突起形成工程では、まず、図４（ａ）に示されるように、アイランド１０の他面１２までも封止するようにモールド樹脂３０を形成する。つまり、フルモールドタイプのモールド樹脂３０成型を行うが、これについては、トランスファーモールド法により行える。

その後、図４（ａ）に示されるように、モールド樹脂３０のうち突起３２を形成するべき面をマスクＫ１で覆う。このマスクＫ１は、当該面のうち突起３２となる部位を覆い、それ以外の部位を開口させる形状を有するものである。そして、この状態で、レーザ・デキャッパー装置Ｋ２により、マスクＫ１の開口部にてレーザを照射してモールド樹脂３０を除去する。

このレーザ・デキャッパー装置Ｋ２は、モールド樹脂３０を昇華するＹＡＧ等のレーザを照射するものである。マスクＫ１は、突起３２の突出先端部３２ａを覆っており、そこにレーザを照射することで、突出先端部３２ａを頂点として裾拡がり形状の突起３２が形成される。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、上記第１実施形態とは異なる突起３２の配置パターンを提供するものであり、上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。上記第１実施形態では、図１（ｂ）に示したように、突起３２は、モールド樹脂３０の接合面３１のうち隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位のみに設けられていた。

それに対して、図５に示されるように、本実施形態の突起３２は、当該隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位に加え、更に、隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位を除くアイランド１０の他面１２の外周にも、設けられている。具体的には、隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位と対向する部位にも、突起３２を設けている。

つまり、平面矩形のアイランド１０の他面１２のうちの対向する平行な２辺側に突起３２を設け、当該２辺に直交する２辺には突起３２を設けないものとしている。換言すれば、本実施形態では、隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位を除くアイランド１０の他面１２の外周において、突起３２は断続的に設けられている。

このように、モールド樹脂３０の接合面３１のうち隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位以外にも、更に突起３２を設けてよい。ただし、アイランド１０の他面１２の全周を突起３２で連続的に囲んでしまうと、突起３２で分断されたボイドが、アイランド１０の他面１２の外側へ逃げにくくなり、アイランド１０の他面１２上に留まりやすくなってしまう。

その点、本実施形態のように、隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位を除くアイランド１０の他面１２の外周において、突起３２を断続的に設ければ、突起３２が無い部分がボイドの逃げ道となる。それゆえ、突起３２で分断されたボイドをアイランド１０の他面１２の外側に逃がし、当該他面１２上に留まらせないようにすることができるから、アイランド１０の他面１２からの放熱性を確保しやすくなる。

（第４実施形態）
上記第１および第３実施形態では、図１や図５に示したように、突起３２の幅Ｗ２は、隣り合うアイランド１０の他面間の距離Ｗ１と同等以上の幅とされていた。それに対して、図６に示されるように、突起３２の幅Ｗ２は、隣り合うアイランド１０の他面間の距離Ｗ１よりも細いものであってもよい。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態は、上記第４実施形態の突起３２構成を一部変形したものであり、ここでは、その変形部分を中心に述べる。図７に示されるように、本実施形態においても、突起３２の幅Ｗ２は、隣り合うアイランド１０の他面間の距離Ｗ１よりも細いものとされている。

ここで、本実施形態では、図７に示されるように、さらに、モールド樹脂３０の接合面３１のうち隣り合うアイランド１０の他面１２間に位置する部位において、突起３２の両側に位置する部位は、当該隣り合うアイランド１０の他面１２よりも凹んだ凹部３３とされている。

この凹部３３は、突起３２とアイランド１０の他面１２との間に位置する溝として構成されている。このような突起３２および凹部３３は、上記した金型１００の内面に凹凸を設けてやることで形成することができるし、上記したレーザ照射によっても形成できるものである。

上述したように、アイランド１０の他面１２をモールド樹脂３０の接合面３１にて露出させるのは、アイランド１０の他面１２から放熱を行うためである。ここで、突起３２の両側に別れたボイドがアイランド１０の他面１２上に移動し、そこに留まると、そのボイドの部分では、アイランド１０の他面１２は接着剤３に接触せず、放熱性が低下するおそれがある。

その点、本実施形態によれば、突起３２で分断されたボイドは、凹部３３に蓄えられて、アイランド１０の他面１２まで移動しにくいものとなる。その結果、本実施形態によれば、アイランド１０の他面１２からの放熱性を確保するという点で好ましい構成を実現できるのである。特に、モールドパッケージ１全体が反った時に一番凹む箇所に凹部３３を設ければ、周辺のボイドをトラップしやすくなる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態は、上記第５実施形態の突起３２構成を一部変形したものである。すなわち、上記第５実施形態の突起３２が、幅Ｗ２方向の断面が三角形となっているものであったのに対し、本実施形態の突起３２は、図８に示されるように、四角形とされている。

この場合も、突起３２によるボイドの分断効果が発揮される。また、このような断面四角形の突起３２は、上記第５実施形態以外の各実施形態に適用してもよいことは、言うまでもない。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態を示す各図においては、モールドパッケージ１中のアイランドは２個であったが、複数個のアイランド１０であれば３個以上であってもよいことは、もちろんである。

また、突起３２としては、上記各図に示したような、幅Ｗ２方向の断面が三角形あるいは四角形であるものに限定されず、たとえば半円形等であってもよい。

また、突起３２の突出先端部３２ａが、モールドパッケージ１のうちの基材２に最も近い位置にある部位となっていない場合でも、突起３２が接着剤３中のボイドを押しのけて切断することで、上記同様の効果が得られることはもちろんである。

また、アイランド１０としては、上記したようなリード端子１３と共通のリードフレームから形成されるものに限定するものではなく、リード端子１３とは別材料からなるもの、たとえばヒートシンク等もアイランド１０として含むものである。

また、上記した各実施形態同士の組み合わせ以外にも、上記各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせてもよく、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。

１ モールドパッケージ
２ 基材
３ 接着剤
１０ アイランド
１１ アイランドの一面
１２ アイランドの他面
２０ 電子部品
３０ モールド樹脂
３１ モールド樹脂の接合面
３２ 突起

Claims (4)

1. 一面（１１）と他面（１２）とが表裏の板面の関係にある板状をなし、平面的に離間して配置された複数個のアイランド（１０）と、
   それぞれの前記アイランドの一面に搭載された電子部品（２０）と、
   一面が接合面（３１）とされ、前記接合面にてそれぞれの前記アイランドの他面が露出するように、それぞれの前記アイランド、前記電子部品および前記アイランド間を封止するモールド樹脂（３０）と、を有するハーフモールドタイプのモールドパッケージ（１）を備え、
   前記モールドパッケージにおける前記モールド樹脂の接合面と対向して基材（２）が設けられており、
   前記モールドパッケージと前記基材との間には、前記モールドパッケージと前記基材とを接合する電気絶縁性の接着剤（３）が、介在しており、
   前記モールド樹脂の接合面のうち隣り合う前記アイランドの他面間に位置する部位は、前記モールド樹脂を当該隣り合うアイランドの他面よりも前記基材側に突出させてなる突起（３２）として構成されており、
   前記モールド樹脂の接合面のうち隣り合う前記アイランドの他面間に位置する部位において、前記突起の両側に位置する部位は、当該隣り合うアイランドの他面よりも凹んだ凹部（３３）とされていることを特徴とする電子装置。
2. 前記突起は、突出先端部が鋭利な形状とされたものであることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記突起は、前記モールド樹脂の接合面のうち隣り合う前記アイランドの他面間に位置する部位以外に、さらに、前記アイランドの他面の外周にて断続的に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
4. 前記突起の突出先端部が、前記モールドパッケージのうちの前記基材に最も近い位置にある部位とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置。

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