JPH10173350A - モールドicをケースに固定した構造の半導体装置 - Google Patents
モールドicをケースに固定した構造の半導体装置Info
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Abstract
も、モールドICの外部端子とケース側のターミナルと
の固定部に過大な応力が加わらないようにする。 【解決手段】 外部端子2a、2b、2cを有するモー
ルドIC1が、樹脂ケース20内に収納固定されてい
る。ケース20にはターミナル21a、21b、21c
がインサート成形されており、ターミナル21a、21
b、21cは、外部端子2a、2b、2cに溶接により
固定されている。ここで、モールドIC1を構成する樹
脂の熱膨張係数α1 とケース20を構成する樹脂の熱膨
張係数α2 に応じ、α1 ・L1 =α2 ・L2 の関係を満
たすように、外部端子2a、2b、2c間のピッチL1
とターミナル21a、21b、21c間のピッチL2 を
設定した。
Description
ースに固定した構造の半導体装置に係り、例えば自動車
用の圧力センサ装置等に用いることができる。
なるセンサ装置として、図8に示すものがある。この図
において、モールドIC100は、信号処理回路用IC
を内蔵しており、この信号処理回路用ICの電源端子、
信号端子、接地端子をなす外部端子101a、101
b、101cが外部に取り出されている。このモールド
IC100は、樹脂で構成されたケース200内に収納
されている。
1a、201b、201cがインサート成形されてお
り、それぞれの一端はケース200のコネクタ部200
a内に露呈しており、他端はモールドIC100の外部
端子101a、101b、101cに電気的に導通した
状態でそれぞれ溶接固定されている。
おいて、モールドIC100を構成する樹脂とケース2
00を構成する樹脂とが異なる材料のもので、それぞれ
の熱膨張係数が異なっている場合、外部端子101a、
101b、101c間のピッチとターミナル201a、
201b、201c間のピッチが共にLで等しくなって
いると、温度変化によりその間の熱膨張もしくは収縮に
差が生じ、外部端子101a、101b、101cとタ
ーミナル201a、201b、201cのそれぞれの固
定部に過大な応力が加り、その部分に疲労破壊の問題が
生じる可能性がある。
化によりモールドICとケースがそれぞれ熱膨張もしく
は収縮した場合でも、外部端子とターミナルの固定部に
過大な応力が加わらないようにすることを目的とする。
め、請求項1に記載の発明においては、モールドICを
構成する樹脂の熱膨張係数(α1 )と第1、第2の外部
端子間のピッチ(L1 )との積(α1 ・L1 )と、ケー
スを構成する材料の熱膨張係数(α2 )と第1、第2の
ターミナル間のピッチ(L2 )との積(α2 ・L2 )と
の差が小さくなるように、モールドICとケースの構成
材料の熱膨張係数に応じて、外部端子間のピッチとター
ミナル間のピッチを異ならせたことを特徴としている。
端子間のモールドICの熱膨張もしくは収縮とターミナ
ル間のケースの熱膨張もしくは収縮の差が小さいため、
外部端子とターミナルの固定部に過大な応力が加わるの
を防止することができる。この場合、請求項2に記載の
発明のように、モールドICを構成する樹脂の熱膨張係
数と外部端子間のピッチとの積と、ケースを構成する材
料の熱膨張係数とターミナル間のピッチとの積とを等し
い関係(α1 ・L1 =α2 ・L2 )にすれば、外部端子
間のモールドICの熱膨張もしくは収縮とターミナル間
のケースの熱膨張もしくは収縮の差がほとんどなくなる
ため、外部端子とターミナルの固定部に樹脂の熱膨張も
しくは収縮により発生する応力をなくすことができる。
態である圧力センサ装置の構成を示す。図1はその平面
図、図2は図1中のII-II 断面図、図3は図1に示すモ
ールドIC1のIII-III 断面図である。なお、本実施形
態に係る圧力センサ装置は、自動車用の吸気圧センサと
して用いられるもので、ケース20内にモールドIC1
を収納して構成されている。
たリードフレーム2をエポキシ樹脂によりモールドして
形成されている。このモールドIC1において、樹脂の
モールド部材3には、圧力を検出するセンシング部10
を載置するための開口部3aが形成されている。このセ
ンシング部10は、図3に示すように、シリコン基板に
て構成されるセンサチップ11と、このセンサチップ1
1と陽極接合されたガラス台座13から構成されてい
る。センサチップ11には、圧力を受けて変位するダイ
ヤフラム11aが形成され、またその表面にはダイヤフ
ラム11aの変位に応じて抵抗値が変化する拡散ゲージ
12が形成されている。そして、センサチップ11とガ
ラス台座13の間には基準圧力室が形成され、ダイヤフ
ラム11aは表面にかかる圧力と基準圧力室の圧力の差
圧に応じて変位する。
14により開口部3a内のモールド部材3上に接着固定
されている。また、センシング部10の周囲およびセン
シング部10上には有機系のゲル状保護材15が塗布さ
れている。センサチップ11の表面に形成された拡散ゲ
ージ12は、センサチップ11上に形成された図示しな
いAl薄膜による配線パターン、およびボンディングワ
イヤ16により、リードフレーム2に電気的に接続され
ている。その電気信号は、モールドIC1に内蔵されリ
ードフレーム2上(図1の点線で示した位置)に設けら
れた信号処理回路用IC17に入力され、センサ信号と
して出力される。また、信号処理回路用IC17は、リ
ードフレーム2により構成された3つの外部端子2a、
2b、2cと電気的に接続されている。外部端子2a、
2b、2cは、信号処理回路用IC17の電源端子、接
地端子、およびセンサ信号出力端子を構成している。
20a内にモールドIC1を収納するとともにコネクタ
部20bを有している。また、ケース20内には、銅で
構成された3つのターミナル21a、21b、21cが
インサート成形されており、ターミナル21a、21
b、21cのそれぞれの一端は、コネクタ部20b内に
露呈しており、その露呈した部分にて外部との電気的な
導通が取られる。また、ターミナル21a、21b、2
1cの他端は、溶接により外部端子2a、2b、2cに
電気的に導通した状態でそれぞれ固定されている。
ング剤)4にてケース20の開口部20a内に固定され
ている。この場合、樹脂注型剤4にて外部端子2a、2
b、2c、ターミナル21a、21b、21cを覆うよ
うにしているため、外部端子2a、2b、2cとモール
ド部材3の間から水等がモールドIC1内に侵入するの
を防止することができ、またターミナル21a、21
b、21cの腐食を防止して、電気的なリークがないよ
うにしている。
モールド樹脂としてエポキシ樹脂を用いており、ケース
20の構成材料である樹脂としてPBT(ポリブチレン
テレフタレート)を用いている。ここで、エポキシ樹脂
の熱膨張係数は、2.0×10-5/℃(=α1 )であ
り、PBTの熱膨張係数は、6.0×10-5/℃(=α
2 )である。このように、それらの樹脂の熱膨張係数が
異なっていると、高温になったときモールドIC1とケ
ース20の熱膨張の差によって、外部端子2a、2b、
2cとターミナル21a、21b、21cの固定部に応
力がかかることになる。
IC1とケース20の熱膨張の差を考慮し、外部端子2
a、2b、2cのそれぞれの間での熱膨張とターミナル
21a、21b、21cのそれぞれの間での熱膨張とが
等しくなるように、外部端子2a、2b、2cのピッチ
L1 とターミナル21a、21b、21cのピッチL 2
を異ならせて設定している。
外部端子2a、2b、2cのそれぞれの間の熱膨張はα
1 ・L1 ・ΔTであり、ターミナル21a、21b、2
1cのそれぞれの間の熱膨張はα2 ・L2 ・ΔTである
ため、両者の両熱膨張が等しくなるように、外部端子2
a、2b、2cのピッチL1 とターミナル21a、21
b、21cのピッチL2 を設定している。本実施形態の
場合、α2 >α1 であるため、図1に示すように、外部
端子2a、2b、2cの形状を変えて、α1 ・L1 =α
2 ・L2 の関係から、L1 >L2 に設定している。
のスペースとの関係で、α1 ・L1=α2 ・L2 にでき
ない場合には、α1 ・L1 とα2 ・L2 の差が小さくな
るようにピッチL1 、L2 を設定すれば、外部端子2
a、2b、2cとターミナル21a、21b、21cの
固定部にかかる応力を小さくすることができ、固定部の
疲労破壊の問題に対してかなり有効な対策となる。
は逆にα1 >α2 となる場合には、図4に示すように、
外部端子2a、2b、2cを外側に開くようにして、L
2 >L1 の関係にする。また、上記した実施形態におい
ては、外部端子2a、2b、2cの形状を変えるものを
示したが、ターミナル21a、21b、21cの方の形
状を変えるようにしてもよい。この場合の実施形態を図
5に示す。この場合、ターミナル21a、21b、21
cのそれぞれの他端が図2に示すようにケース20上に
固定されていると、モールドIC1とケース20の熱膨
張の差をなくすことができないため、この実施形態にお
いては、図6(図5中のVI-VI 断面図) に示すように、
ターミナル21a、21b、21cのそれぞれの他端が
ケース20から突出するようにしている。
らに図7に示すように、外部端子2a、2b、2cおよ
びターミナル21a、21b、21cの両方の形状を変
えるように構成してもよい。なお、上述した説明から分
かるように、ターミナルのピッチは、ターミナル21
a、21b、21cがケース20から突出している場合
は、その突出した出口部間の距離をいい、図2に示すよ
うにターミナル21a、21b、21cがケース20か
ら突出していない場合は、ケース20上での最端部間の
距離をいう。同様に、モールドICのピッチも、外部端
子2a、2b、2cがモールドIC1から突出した出口
部間の距離をいう。
れるものでなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で適
宜変更が可能である。例えば、モールドIC1、ケース
20の構成材料としては、上記した実施形態以外の他の
材料を用いることができる。例えば、ケース20とし
て、PPS(ポリフェニレンサルファイド)を用いても
よく、またターミナル21a、21b、21cとの絶縁
をとるようにすれば、金属を用いてもよい。
ナル21a、21b、21cのそれぞれの固定は、溶接
以外に、半田、かしめ等を用いることができる。また、
モールドIC1の形状として、図6中に点線で示したよ
うに、外部端子2a、2b、2cが露出する上側部分を
大きく開口させるようにすれば、外部端子2a、2b、
2cとターミナル21a、21b、21cのそれぞれを
溶接する場合の作業性を良好にすることができる。
a、21b、21cは、上記実施形態に示したような異
種の金属でも、あるいは銅等の同種の金属でもよい。ま
た、ケース20はモールドIC1を収納するタイプのも
のに限らず、モールドIC1を単に固定するタイプのも
のであってもよい。さらに、本発明はモールドIC内に
センサ用の信号処理回路用ICを内蔵した構造のセンサ
装置に限らず、センサ以外の他の用途の信号処理回路用
ICを内蔵したものにも同様に適用することができる。
面図である。
る。
の熱膨張係数の関係が逆になる場合の実施形態を示す平
面図である。
を変えた実施形態を示す平面図である。
ナルの両方の形状を変えた実施形態を示す平面図であ
る。
2c…外部端子、3…モールド部材、20…ケース、2
1a、21b、21c…ターミナル。
Claims (2)
- 【請求項1】 第1、第2の外部端子(2a、2b、2
c)を有し樹脂でモールドされたモールドIC(1)
と、このモールドICを固定するケース(20)と、こ
のケースに取り付けられ前記ケース外に露呈した部分を
有する第1、第2のターミナル(21a、21b、21
c)を備え、前記第1、第2のターミナルは、前記第
1、第2の外部端子に電気的に導通した状態でそれぞれ
固定されており、 前記モールドICを構成する樹脂の熱膨張係数(α1 )
と前記ケースを構成する材料の熱膨張係数(α2 )は異
なっており、 前記モールドICを構成する樹脂の熱膨張係数と前記第
1、第2の外部端子間のピッチ(L1 )との積(α1 ・
L1 )と、前記ケースを構成する材料の熱膨張係数と前
記第1、第2のターミナル間のピッチ(L2 )との積
(α2 ・L2 )との差が小さくなるように、前記モール
ドICと前記ケースの構成材料の熱膨張係数に応じて、
前記第1、第2の外部端子のピッチと前記第1、第2の
ターミナルのピッチが異なるようにしたことを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項2】 前記モールドICを構成する樹脂の熱膨
張係数と前記第1、第2の外部端子間のピッチとの積
(α1 ・L1 )と、前記ケースを構成する材料の熱膨張
係数と前記第1、第2のターミナル間のピッチとの積
(α2 ・L2 )とが等しい関係になっていることを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置。
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