JPS63164245A

JPS63164245A - 電子部品

Info

Publication number: JPS63164245A
Application number: JP30843486A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Horie; 堀江　正幸; Asaichi Koichi; 小市　浅一
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-12-26
Filing date: 1986-12-26
Publication date: 1988-07-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子部品、特にケース内にゲルを充填すると
ともに、このゲル上にレジンを封止した構造の電子部品
に関する。

〔従来の技術〕

電子部品のパッケージ形態として、キャン封止。

セラミック封止、レジン封止等種々あるが、その一つと
して、ケース内に素子を搭載した基板を配置するととも
に、レジンを充填した構造がある。

この構造の電子部品については、たとえば、工業調査会
発行［電子材料Ｊ　１９７３年３月号、昭和４８年３月
１日発行、Ｐ１４９に示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者は、これはまだ公知とされた技術ではないが、
第６図に示されるような電子部品を開発している。この
電子部品は、下部両端に取付用フランジｌを有する矩形
筒状のプラスチックからなるケース２を有している。こ
のケース２の下面には、その縁は段差が設けられ、この
一段窪んだ段差３部分にヘッダー４の主面側が嵌め込ま
れかつ気密的に固定されるようになっている。また、前
記ヘッダー４の主面には、半導体素子（チップ）や導体
層等を上面（主面）に取り付けたセラミック基板５が半
田６を介して固定されている。この図では、前記セラミ
ックｕｖｉ５の主面にＣｕからなる導体層７が設けられ
た状態が示されている。

また、この導体層７にはり−ド８の下端が半田９を介し
て固定されている。このリード８の下部はコの字状に屈
曲し、リード８の上端が後述するレジンの膨張変位によ
っても、柔軟に変形して対処することができるようにな
っている。また、前記ケース２内にシリコーン等絶縁性
のゲル１０が途中深さまで充填されている。さらに、こ
のゲル１０上にはエポキシ樹脂からなるレジン１１が充
填されている。このレジン１１はベーキングされて硬化
し、前記ケース２の開口部を塞いでいる。リード８の上
端はこのレジン１１上に突出している。

しかし、このような電子部品にあっては、つぎのような
点において問題があることが本発明者によってあきらか
にされた。。

すなわち、前記ゲルとして高粘度レジンを使用すると、
注入性が悪く作業性が低いとともに、熱の影響によって
ゲルが膨張した場合、ワイヤに大きな力が加わり、ワイ
ヤがその接続部分で剥離してしまう。

また、低粘度レジンを用いると、前記問題点は解消され
るが、低粘度故に新たな問題が派生する。

低粘度レジンは、第７図に示されるように、ケース２の
直立した内壁を表面張力によって這い上がる。この這い
上がり１２は、常温下でも生しるが、熱が加わると一層
顕著となる。この結果、組立時、ゲル１０がケース２外
に溢れ出てしまったり、あるいは製品となった状態で前
記レジン１１の厚さが、前記ゲル１０の５式い上がり１
２のためケース２の内壁部分で薄（なってしまい、プレ
ッシャ・クック・テスト　（ＰＣＴ）で不良と判定され
てしまう。

前記ゲル１０の這い上がり１２は、ケース２がモールド
型を利用して製造されるため、ケース２の内壁面は垂直
な壁とはならず、モールド型の抜は勾配を勘案している
結果、わずかではあるが傾斜していること、さらには内
壁面が粗い面となっているごとによって、ゲル１０の這
い上がりが増長されていることも判明した。

本発明の目的は封止性能の高い電子部品を提供すること
にある。

本発明の他の目的は封止歩留りが高い構造の電子部品を
提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において１１８示される発明のうち代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の電子部品にあっては、ケースの内周
壁の全周に亘って、前記ゲルの這い上がりを防止する溝
構造のゲル這上がり防止用返し部が設けられている。

〔作用〕

上記した手段によれば、本発明の電子部品にあっては、
ケースの内周壁の全周に亘って前記ゲルの這い上がりを
防止する溝構造のゲル這上がり防止用返し部が設けられ
ているため、ゲルは前記溝の垂直面となる溝底面に沿っ
て這い上がっても、庇状に張り出した上部溝側面に至る
と、ゲル自体の自重もあることから、常温であるいは熱
が加わってゲル全体が膨潤しても、上部溝側面に遮られ
て、溝を乗り越えて上方に這い上がらなくなる。

したがって、ゲル上に重ねられるようにして設けられた
レジンの厚さは、ケースの界面部分でも所望の厚さ以上
となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による電子部品を示す断面図
、第２図は同じく電子部品を示す斜視図、第３図は同じ
く電子部品の一部を示す拡大斜視図である。

この実施例では、電子部品としてパワーモジュールに本
発明を適用した例を示す。

パワーモジュールは、第１図〜第３図に示されるように
、主面にセラミンク基Ｆｉ５を半田６によって固定した
ヘソグー４と、前記セラミック基板５上に取り付けられ
た半導体素子（チップ）１３やリード８等と、前記チッ
プ１３やリード８等を取り囲みかつ前記ヘッダー４上に
固定される矩形筒状のケース２、さらには、前記ケース
２上に充填されるゲル１０およびケース２開口部分を塞
ぐレジン１１とからなっている。

前記セラミック基板５上には、第３図に示されるように
、熱伝導性が良好なＣｕ等からなる導体層７が所望パタ
ーンに形成され、その一つには熱伝導性が良好なＣｕ等
の金属からなるヒートシンク１４が半田１５を介して固
定されている。また、このヒートシンク１４上には、半
田１６を介して前記チンブ１３が固定されている。この
チンプ１３の電極は、ワイヤ１７を介して前記リード８
が取り付けられた導体層７の一端に電気的に接続されて
いる。なお、前記リード８にあっては、導体層７との接
続部近傍は、コの字状に屈曲した構造となり、ゲル１０
の熱による膨張変位によって加わる応力を変形によって
緩和する役割を果す。この実施例では、リード８は４本
面列に配設されている。

一方、前記ケース２は、下部両端に取付用フランジｌを
有する矩形筒状のプラスチックによって構成されていて
、下面には、その縁は段差が設けられている。この一段
窪んだ段差３部分には、ヘッダー４の主面側が嵌め込ま
れかつ気密的に固定されるようになっている。また、こ
れが本発明の特徴的なことであるが、前記ケース２の内
壁には、その全周に亘ってゲル這上がり防止用返し部と
しての溝１８が設けられている。この溝１８は矩形断面
となっているとともに、この溝１８はヘッダー４とケー
ス２によって形成された充填空間内に注入されるゲル１
０の液面の高さ、あるいはそれ以上高い位置に配設され
ている。第１図に示されるように、同図では、溝１８の
中間高さにゲル１０の平らな液面が位置するようになっ
ている。また、この溝１８の溝底はゲル１０が這い上が
る面であることから、その這い上がりを少しでも少なく
するために、鏡面に仕上げておくことが望ましい。しか
し、溝底が粗面であっても、後述する本発明の効果を妨
げるものではない。

このような溝１８の存在は、ケース２内にゲル１０を所
定量充填した場合、ケース２の内壁である溝１８の底面
に沿って這い上がるゲル１０の這い上がり１２の這い上
がり端は、溝１８の庇状に張り出した上部側面に達する
と、水平方向に這いだすしかないことから、張り出し量
が多くなると、自重も手伝って落下するため、ゲルＩＯ
の這い上がりはこの溝１８の上部側面で阻止される。な
お、この溝１８の上部側面とゲル１０の水平面との間隔
旦が狭すぎると、ゲル１０はこの溝１８を乗り越えて這
い上がってしまう。したがって、実際には、充填するゲ
ル１０の粘度、膨張係数等の特性を考慮して、？８１８
の溝幅、溝深さを選択決定する必要がある。また、この
実施例では、前記ゲルｌＯの水平面が溝１８よりも下方
に存在するように、ゲル１０の量を選んで注入し、這い
上がって来たゲル１０の這い上がり１２を溝１８で阻止
するようにしてもよい。なお、前記溝１８の上部側面お
よび下部側面は、ゲル１０を注入する際の注入量の目安
にもできる実益がある。

他方、前記ゲルｌＯ上には、ケース２の開口部を塞ぐた
めに、エポキシ樹脂等からなるレジン１１が注入されか
つベーキングされる。図では、レジン１１の注入硬化作
業は、図示しない治具を用いて行われるため、レジン１
１にあっては、ケース２の内壁に沿う周縁部分が一段高
くなっている。

また、前記溝１８は、このレジンｉｔのベーキング時の
熱によってゲル１０が膨張して這い上がり１２の量が増
大しても、這い上がり１２の這い上がりを確実に阻止す
る。このレジン１１の充填によっても、リード８の上端
は一定の長さ突出し、外部端子となる。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明のパワーモジュールにあっては、ケースの
内壁全周に沿ってゲル這上がり防止用返し部として溝が
設けられているため、組立時、ケース内に注入されたゲ
ルの這い上がりは前記溝の上部側面によって阻止される
という効果が得られる。

（２）上記（１）により、本発明によれば、作業性の高
くかつワイヤ剥離がし難い低粘度レジンのゲルを使用だ
場合でも、ゲルの這い上がりが溝で止まるため、組立の
作業が向上するという効果が得られる。

（３）上記（１）により、本発明によれば、前記ゲル上
に充填したレジンのベーキングの際のゲルの膨張によっ
ても、ゲルの這い上がりは溝で阻止されるという効果が
得られる。

（４）上記（１）および（３）により、本発明のパワー
モジュールにあっては、ゲルの這い上がりは溝で阻止さ
れるため、前記ケース内壁面に沿うレジンの厚さは設計
通りの厚さとなり、耐湿性が向上するという効果が得ら
れる。したがって、プレッシャ・タック・テスト製品が
不良と判定されることは少なくなる。

（５）上記（１）および（３）により、本発明のパワー
モジュールにあっては、ゲルの這い上がりは溝で阻止さ
れるため、その組立時、ゲルがケースから溢れ出るよう
なこともなく、歩留りが向上するという効果が得られる
。

（６）上記（１）〜（５）により、本発明によれば、耐
湿性が高い信頼度の高いパワーモジュールを安価に提供
することができるという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、第４図に示さ
れるように、ゲル迫上がり防止用返し部として、前記溝
に替えて、突起１９とし、この突起１９の下面を前記？
ｎＩＢの上部側面と同様にゲルｌＯの這い上がり１２を
阻止する面としても前記実施例同様な効果が得られる。

また、第５図に示されるように、斜面２０でゲル迫上が
り防止用返し部を構成しても、ゲル１０の這い上がり１
２を阻止できる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるパワーモジュールの
製造技術に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではない。

本発明は少なくともケース内にゲルを充填するとともに
、このゲル上にレジンを充填して封止を行う構造であれ
ば、電子部品に限らず適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明の電子部品にあっては、ケースの内周壁の全周に
亘って前記ゲルの這い上がりを防止する溝構造のゲル迫
上がり防止用返し部が設けられているため、ゲルは前記
溝の垂直面となる溝底面に沿って這い上がっても、庇状
に張り出した上部溝側面に至ると、ゲル自体の自重もあ
ることから、常温であるいは熱が加わってゲル全体が膨
潤しても、上部溝側面に遮られて、溝を乗り越えて上方
に這い上がらな（なる。したがって、作業性の良好な低
粘度レジンからなるゲルを用いて組立が行えるとともに
、ゲルがケースから溢れ出るようなこともなくなり組立
の歩留りが向上する。また、製品となった状態では、ゲ
ル上に重ねられるようにして設けられたレジンの厚さは
、ゲルの這い上がりを抑止できるためケースの界面部分
をも含めて所望の厚さ以上となり、電子部品の耐湿性も
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による電子部品を示す断面図
、第２図は同じく電子部品を示す斜視図、第３図は同じく
電子部品の一部を示す拡大斜視図、第４図は本発明の他の実施例による電子部品の一部を示
す断面図、第５図は本発明の他の実施例による電子部品の一部を示
す断面図、第６図は本出願人の開発による電子部品を示す断面図、第７図は同じくゲルの這い上がり現象が発生した状態を
示す断面図である。１・・・取付用フランジ、２・・・ケース、３・・・段
差、４・・・ヘッダー、５・・・セラミツク基板、６・
・・半田、７・・・導体層、８・・・リード、９・・・
半田、・・・１０・・・ゲル、１１・・・レジン、１２
・・・這い上がり、１３・・・チップ、１４・・・ヒー
トシンク、１５．１６・・・半田、１７・・・ワイヤ、
１８・・・溝、１９・・・突起、２０・・・斜面。第　　２　　閃 θ−リーＹ゛第　３　　図 θ 第　　４　　図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、ケースと、このケース内に注入されたゲルと、この
ゲル上に設けられかつケース開口部を塞ぐレジンと、を
有する電子部品であって、前記ケースの内壁には、全周
に亘ってゲル這上がり防止用返し部が設けられているこ
とを特徴とする電子部品。２、前記ケースの表面は鏡面となっていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電子部品。