JP6444451B2 - インサート樹脂成形品 - Google Patents

Description

本発明は、接続端子がインサート成形されるインサート樹脂成形品に関するものである。

ワイヤーボンディングが行われるインサート樹脂成形品は、金属ベースに備えられた基板上に半導体素子が搭載される。半導体素子の一部には、基板を覆うように、端子台が配置される。端子台には、複数の接続端子が樹脂成形部にインサート成形されるインサート樹脂成形品が用いられる。

半導体素子の外部接続部、および接続端子のパッド部の間には、ワイヤーボンディングによって、接続配線が接続される。ワイヤーボンディングにおいては、接続配線は、超音波振動が印加されることによって、接続される。そのため、接続端子は、樹脂成形部に対して強固に保持されていることが不可欠である。しかしながら、接続端子が、インサート成形された、または圧入されただけの状態では、超音波振動によって接続端子は共振し、超音波溶接を行うことができない場合がある。

特許文献１に記載されるインサート成形品では、ワイヤーボンディングが施される部位の直下で、樹脂成形部と接する接続端子の側に、複数の溝が設けられている。複数の溝は、超音波振動の往復振動方向と交差する方向に延ばされている。そのため、この溝および、溝と溝との間の山部分が、樹脂成形部と係合することによって、接続端子は、超音波振動の振動方向に動くことが抑制される。これにより、超音波溶接を行うことができる。

特許第５６２９６３７号

しかしながら、特許文献１に記載されたインサート樹脂成形品では、接続端子に対する密着力が弱い樹脂が樹脂成形部に用いられる場合、樹脂成形部は、接続端子のパッド部を強固に保持することができない。そのため、パッド部直下の樹脂成形部の振動を抑制することができない。これにより、超音波溶接を行うことができないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、接続端子に対する密着力が弱い樹脂が樹脂成形部に用いられる場合においても、超音波溶接を行うことができるインサート樹脂成形品を提供することを目的とするものである。

この発明によるインサート樹脂成形品は、接続配線が超音波溶接によって溶接できる接続端子と、接続端子がインサート部材として樹脂によってインサート成形される樹脂成形部と、樹脂成形部が固定される金属ベースとを備え、接続端子には、段差部が設けられるととともに、樹脂成形部に連通する貫通穴が形成され、樹脂成形部は、樹脂が段差部および貫通穴に充填された接続端子固定部を有する。

この発明のインサート樹脂成形品によれば、樹脂成形部が上下から接続端子を挟み込むことで、接続端子は固定される。また、接続端子固定部によって、接続端子は、水平方向の動きが、さらに制約される。そのため、印加される超音波振動によって、接続端子が振動することを抑制することができる。

これにより、接続端子に対する密着力が弱い樹脂が樹脂成形部に用いられる場合においても、超音波溶接を行うことができるインサート樹脂成形品を提供することができる。

本発明の実施の形態１によるインサート樹脂成形品を用いたパッケージの斜視図である。 実施の形態１の端子台において、パッド部の周辺を上面から見た部分拡大図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。 実施の形態２におけるインサート樹脂成形品の断面図である。 図４における接着溝周辺の拡大図である。

以下、本発明におけるインサート樹脂成形品の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、同一または相当部分については同一符号で示し、重複する説明は省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるインサート樹脂成形品を用いたパッケージの斜視図である。インサート樹脂成形品は、例えば、パワートランジスタを実装するパッケージに用いられる。
半導体素子１１を搭載するパッケージ３０は、金属製の平板である金属ベース８の上に構成される。金属ベース８の上には、四角形の枠状にインサート樹脂成形品である端子台１０が、接着剤によって、金属ベース８に固定されている。金属ベース８上であり、端子台１０の内周側には、基板１３が設けられている。基板１３の上には、半導体素子１１がダイボンド材によって固着されている。半導体素子１１の上には、出力端子１２が、はんだ付けによって、取り付けられている。

端子台１０の表面において、接続端子１は、半導体素子１１の側に、複数のパッド部２として露出している。また、半導体素子１１と反対側には、接続端子１は、複数の露出部３として、端子台１０の表面に露出している。パッド部２および露出部３の間の接続端子固定部７ａは、樹脂としての液晶ポリマーで形成されている。複数のパッド部２および半導体素子１１の間には、それぞれ接続配線６が接続されている。接続配線６の接続は、ワイヤーボンディングによって行われる。

接続端子１は、アルミニウム合金によって形成されている。接続端子１は、銅、黄銅によって形成されてもよい。接続端子１の表面には、Ｎｉめっきが施されている。これにより、半田付け性およびワイヤーボンディング性の向上がはかられる。接続端子１には、中継部１ａが、はんだ付けによって固定されている。

図２は、図１における端子台１０におけるＡ部の拡大図である。パッド部２の周辺は液晶ポリマーによって形成されており、へら型のパッド部２および四角形の露出部３が設けられている。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
端子台１０は、接続端子１、樹脂成形部７、および金属ベース８によって構成される。図３に示すように、金属ベース８上に樹脂成形部７が設けられている。樹脂成形部７は、接合面７ｂにおいて、接着剤によって、金属ベース８に固定されている。樹脂成形部７は、液晶ポリマーによって形成されている。樹脂成形部７の上には、接続端子１が設けられている。接続端子１には、中央部に平坦な段差部４が設けられている。段差部４の中央には、樹脂成形部７に連通する貫通穴５が設けられている。貫通穴５を有する段差部４には、液晶ポリマーが埋め込まれている。液晶ポリマーが段差部４に埋め込まれた接続端子固定部７ａは、樹脂成形部７と一体となっている。

液晶ポリマーは、耐熱性に優れているが、強度および接続端子１に対する密着力は、一般的な熱可塑性樹脂と比較すると劣っている。しかしながら、接続端子１は、インサート成形時において、水平方向はパッド部２と露出部３、垂直方向は中継部１ａを成形金型で保持される。そのため、インサート成形時において、端子台１０は変形を防止される。また、液晶ポリマーは、半導体素子１１の電流を通電する出力端子１２の取付け工程において、はんだ付け温度に耐えることができる。

貫通穴５を有する段差部４および樹脂成形部７は、同一の液晶ポリマーを用いられることによって、一体化している。接続端子１は、一体化された段差部４および樹脂成形部７に囲まれることによって、固定される。したがって、パッド部２の保持力が高められる。これにより、ワイヤーボンディングの超音波振動が印加される場合において、パッド部２は振動することなく、安定した超音波溶接を行うことができる。

このように、実施の形態１における端子台１０は、接続配線６が超音波溶接によって溶接される接続端子１と、接続端子１がインサート部材として液晶ポリマーによってインサート成形される樹脂成形部７と、樹脂成形部７が固定される金属ベース８とを備え、接続端子１には、樹脂成形部７に連通する貫通穴５を有する段差部４が形成され、樹脂成形部７は、液晶ポリマーが段差部４に充填された接続端子固定部７ａを有する。

液晶ポリマーは、接続端子１に対する密着力が、一般的な熱可塑性樹脂と比較すると劣る。しかしながら、接続端子固定部７ａは、貫通穴５を有する段差部４が液晶ポリマーによって充填されており、樹脂成形部７の一部となっている。この樹脂成形部７によって、接続端子１は固定されている。

これにより、接続端子に対する密着力が弱い樹脂が樹脂成形部に用いられる場合においても、超音波溶接を行うことができるインサート樹脂成形品を提供することができる。

樹脂成形部７に用いられる樹脂は、液晶ポリマーである。液晶ポリマーは耐熱性に優れている。これにより、樹脂成形部７は、半導体素子１１の電流を通電する出力端子１２の取付け工程において、はんだ付け温度に耐えることができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２におけるインサート樹脂成形品について、図４を用いて説明する。実施の形態２においては、樹脂成形部を金属ベースに固定するために、接着溝が設けられている。

図４は、実施の形態２におけるインサート樹脂成形品である端子台の断面図である。樹脂成形部７が金属ベース８と接触する接合面７ｂにおいて、パッド部２の直下に、凹部である接着溝９が設けられている。接着溝９には、接着剤が充填されている。
接着溝９以外の接合面７ｂにおいて、樹脂成形部７は、金属ベース８に、接着剤によって固定されている。これに加えて、接着溝９に充填された接着剤によって、樹脂成形部７は、金属ベース８に対して、より強固に固定される。
パッド部２は、接続配線６が接続端子１に溶接される部位に相当する。

図５は、図４における接着溝９の周辺の拡大図である。接着溝９は、３つの半円柱形の溝が、接続配線６が接続される方向と垂直な方向に延びて、設けられている。

接着溝９の長手方向は、接続配線６が接続される方向と垂直な方向に設けられている。すなわち、接着溝９の長手方向は、超音波振動の振動方向と垂直な方向に延ばされている。そのため、接続配線１が超音波振動の振動方向に動くことが抑制される。

樹脂成形部７が金属ベース８と接する接合面７ｂにおいて、接続配線６が溶接されるパッド部２の直下に接着溝９が設けられ、接着溝９に樹脂成形部７を金属ベース８に接着する接着剤が充填されている。これにより、樹脂成形部７は、金属ベース８に対して、接着溝９に充填されている接着剤によって、より強固に固定される。

接着溝９の表面は、プラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理によって、接着溝９の表面は改質され、接着力を向上させることができる。これにより、さらに安定した超音波溶接を行うことができる。
接着溝９の断面形状は、半円形に限らず、のこぎり刃形状、三角形、四角形でもよい。
また、接着溝９の本数は、３つに限らず、１つ以上なら良い。

１ 接続端子、２ パッド部（溶接される部位）、４ 段差部、５ 貫通穴、６ 接続配線、７ 樹脂成形部、７ａ 接続端子固定部、７ｂ 接合面、８ 金属ベース、９ 接着溝、１０ 端子台（インサート樹脂成形品）。

Claims (3)

1. 接続配線が超音波溶接によって溶接できる接続端子と、前記接続端子がインサート部材として樹脂によってインサート成形される樹脂成形部と、前記樹脂成形部が固定される金属ベースとを備え、
   前記接続端子には、段差部が設けられるととともに、前記樹脂成形部に連通する貫通穴が形成され、
   前記樹脂成形部は、前記樹脂が前記段差部および前記貫通穴に充填された接続端子固定部を有するインサート樹脂成形品。
2. 前記樹脂成形部が前記金属ベースと接する接合面において、前記接続配線が前記接続端子に溶接できる部位の直下に、接着溝が設けられ、
   前記接着溝に、前記樹脂成形部を前記金属ベースに接着する接着剤が充填される請求項１に記載のインサート樹脂成形品。
3. 前記樹脂は、液晶ポリマーである請求項１または２に記載のインサート樹脂成形品。

Images