WO2019093269A1 - 蓋体および電子装置 - Google Patents

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WO2019093269A1
WO2019093269A1 PCT/JP2018/041004 JP2018041004W WO2019093269A1 WO 2019093269 A1 WO2019093269 A1 WO 2019093269A1 JP 2018041004 W JP2018041004 W JP 2018041004W WO 2019093269 A1 WO2019093269 A1 WO 2019093269A1
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lid
flat portion
lead frame
adhesive layer
notch
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PCT/JP2018/041004
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English (en)
French (fr)
Inventor
英二 ▲高▼橋
俊文 若井
孝 松永
浩二 橘
文彦 荒川
Original Assignee
Ngkエレクトロデバイス株式会社
日本碍子株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals

Definitions

  • the present invention relates to a lid, a lid with an adhesive, and an electronic device, and more particularly to a lid to be bonded using an adhesive layer and a lid with an adhesive to be bonded to a package. It relates to a body and an electronic device having a lid joined with an adhesive layer.
  • a package for containing the electronic components is used. Specifically, after the electronic component is mounted on the package, the lid is bonded to the package using an adhesive layer. Thereby, the electronic component is sealed in the cavity formed by the package and the lid.
  • the package has a mounting surface on which the electronic component is to be mounted, a frame surrounding the mounting surface, and a lead frame to which the electronic component is to be electrically connected. If the amount of adhesive for bonding the lid to the package is too small, bonding failure is likely to occur. Therefore, the adhesive needs to be sufficiently applied. In that case, when the lid is joined to the package, part of the adhesive may be excessively spread on the lead frame by being sandwiched between the package and the lid. The part of the lead frame covered with the adhesive can not be used for electrical connection with the outside. In this case, a larger lead frame is required to ensure a sufficient size of the portion that can be used for external electrical connection. This increases the size of the package, which is usually not desirable. For this reason, a technique for suppressing the unnecessary spread of the adhesive on the lead frame is desired.
  • the sloped portion is formed in the portion of the lower surface portion of the lid joined to the lead frame.
  • the inclined portion is inclined upward toward the inside of the lid.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and an object thereof is to suppress unnecessary spread of an adhesive layer for bonding a lid and a package to each other on a lead frame. It is an object of the present invention to provide a lid, a lid with an adhesive, and an electronic device that can be used.
  • the lid of the present invention is to be bonded to a package having a lead frame using an adhesive layer.
  • the lid has an inner surface and a bonding surface.
  • the inner surface will face the package.
  • the bonding surface surrounds the inner surface and will be bonded to the package by the adhesive layer.
  • the bonding surface has a flat portion and a notch portion in a portion to be opposed to the lead frame. The notch is separated from the inner surface by the flat portion and is recessed from an imaginary plane including the flat portion.
  • the lid attached with an adhesive is to be joined to a package having a lead frame.
  • the lid attached with an adhesive has a lid and a semi-cured adhesive layer.
  • the lid has an inner surface and a bonding surface.
  • the inner surface will face the package.
  • the bonding surface surrounds the inner surface.
  • the bonding surface has a flat portion and a notch portion in a portion to be opposed to the lead frame. The notch is separated from the inner surface by the flat portion and is recessed from an imaginary plane including the flat portion.
  • the semi-cured adhesive layer is at least partially disposed on the flat portion of the bonding surface of the lid.
  • the electronic device of the present invention includes a package, an electronic component, a lid, and an adhesive layer.
  • the package has a mounting surface, a frame portion surrounding the mounting surface, and a lead frame.
  • the electronic component is mounted on the mounting surface of the package and electrically connected to the lead frame of the package.
  • the lid has an inner surface facing the mounting surface of the package and a bonding surface surrounding the inner surface.
  • the bonding surface has a flat portion and a notch portion at a portion facing the lead frame. The notch is separated from the inner surface by the flat portion and is recessed from an imaginary plane including the flat portion.
  • the adhesive layer bonds the flat portion and the notch portion to the lead frame.
  • the joint surface of the lid has a flat portion and a notch portion separated from the inner surface of the lid by the flat portion in a portion to be opposed to the lead frame.
  • the part is recessed from a virtual plane including the flat part.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of region III of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view along line IV-IV of FIG. 3;
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a lid of the electronic device of FIG. 1 upside down.
  • FIG. 6 is a schematic cross sectional view along the line VI-VI in FIG. 5 with the upper limit reversed. It is an enlarged view of the area
  • FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of FIG. 5 upside down along the line VIII-VIII of FIG.
  • FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view along the line XX in FIG. 9; It is sectional drawing which shows roughly the 1st process of the manufacturing method of the electronic device in embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows roughly the 2nd process of the manufacturing method of the electronic device in embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows roughly the 3rd process of the manufacturing method of the electronic device in embodiment of this invention. It is a fragmentary sectional view showing composition of an electronic device of a comparative example. It is sectional drawing which shows the modification of FIG. 9 roughly. It is sectional drawing which shows the 1st modification of FIG. 7 roughly. It is sectional drawing which shows the 2nd modification of FIG. 7 roughly.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the electronic device 100 according to the present embodiment, and in this figure, the electronic device is omitted by omitting illustration of a part of the lid 80 and the adhesive layer 70C.
  • the internal configuration of the 100 is made easy to see.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of region III of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view along line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing the configuration of the lid 80 of the electronic device 100, and the upper and lower sides are opposite to those of FIG.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5, which is upside down from FIG.
  • FIG. 7 is an enlarged view of area VII of FIG.
  • FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. 5, which is upside down from FIG.
  • the electronic device 100 includes a package 10, an electronic component 8, an adhesive layer 70C, and a lid 80.
  • the electronic component 8 is sealed in a cavity 100c constituted by the package 10 and the lid 80 joined together by an adhesive layer 70C.
  • the package 10 has a substrate 13, a frame 14 (frame portion), and a lead frame 15.
  • the substrate 13 has a mounting surface 13m facing the cavity 100c.
  • the substrate 13 is made of metal or ceramic.
  • the frame 14 is mounted on the substrate 13 and surrounds the mounting surface 13m.
  • the frame 14 is made of an insulator, for example, made of a ceramic or a resin.
  • the ceramic is, for example, Al 2 O 3
  • the resin is, for example, a liquid crystal polymer.
  • the lead frame 15 is mounted on a part of the frame 14.
  • the lead frame 15 has a portion exposed to the outside of the electronic device 100 and a portion leading to the inside of the cavity 100 c and is made of metal.
  • the lead frame 15 protrudes outward from between the frame 14 and the lid 80. Therefore, the surface 15t (upper surface in FIG. 2) of the lead frame 15 is exposed outside the cavity 100c.
  • the electronic component 8 is mounted on the mounting surface 13 m of the package 10.
  • the electronic component 8 is electrically connected to the lead frame 15 by the wiring portion 9 in the cavity 100 c.
  • the electronic component 8 is, for example, a semiconductor element.
  • the wiring unit 9 is, for example, a bonding wire.
  • the adhesive layer 70C is bonded to the frame 14 of the package 10 and the lead frame 15.
  • the adhesive layer 70C is a layer made of a thermosetting adhesive in a cured state.
  • the “hardened state” is a state in which the curing reaction of the thermosetting adhesive material is substantially completely progressing, and further curing does not occur even when heated, and no softening occurs. It is.
  • the thermosetting adhesive is, for example, an epoxy resin adhesive.
  • the lid 80 has an inner surface 81 and a bonding surface 82. As shown in FIG. 2, the inner surface 81 faces the mounting surface 13m.
  • the bonding surface 82 surrounds the inner surface 81 in a plan view (a planar layout parallel to the lateral direction in FIG. 2).
  • An adhesive layer 70C is bonded to at least a part of the bonding surface 82. Preferably, the adhesive layer 70C does not protrude outward (left direction in FIG. 3) from the bonding surface 82 in the plan view. In other words, it is preferable that the outer peripheral end (left end in FIG. 3) of the adhesive layer 70C be positioned inside the outer peripheral end (left end in FIG. 3) of the lid 80. In the configuration shown in FIG. 3, the adhesive layer 70C reaches the inner peripheral end (right end in FIG. 3) of bonding surface 82, and the adhesive is used at the outer peripheral end (left end in FIG. 3) of bonding surface 82. Layer 70C has not reached.
  • the joint surface 82 of the lid 80 has a flat portion 82A (first flat portion) and a notch portion 82B (first notch portion) in the facing portion 80e (see FIG. 4) facing the lead frame 15. doing.
  • An adhesive layer 70C (FIG. 3) is bonded to the flat portion 82A and the notch portion 82B.
  • Flat portion 82A is substantially parallel to surface 15t of lead frame 15.
  • the notch 82B is separated from the inner surface 81 by the flat portion 82A.
  • the notch 82B is recessed in a thickness direction (vertical direction in FIG. 7) from a virtual plane 82V including the flat portion 82A.
  • the volume of the notch space SR (FIG. 7) formed by the notch 82B being recessed as described above is larger than the volume of the adhesive layer 70C in the facing portion 80e. Is preferred.
  • the joint surface 82 of the lid 80 has a flat portion 82P (second flat portion) and a notch portion 82Q (second notch portion) at the non-facing portion 80i (see FIG. 4) not facing the lead frame 15.
  • An adhesive layer 70C is bonded to the flat portion 82P and the notch 82Q.
  • Flat portion 82P is substantially parallel to surface 15t of lead frame 15. As shown in FIG. 5, the notch 82Q is separated from the inner surface 81 by the flat portion 82P in a planar layout. The notch 82Q is recessed from an imaginary plane including the flat portion 82P.
  • the non-facing portion 80i see FIG.
  • the volume of the space formed by the recess 82Q being recessed as described above is preferably larger than the volume of the adhesive layer 70C in the non-facing portion 80i.
  • the flat portion 82A and the flat portion 82P surround the inner surface 81, and the notch 82B and the notch 82Q surround them.
  • the bonding surface 82 is slightly recessed in the facing portion 80e as compared to the non-facing portion 80i (see FIG. 8), whereby the thickness of the adhesive layer 70C is relatively uniform as shown in FIG.
  • the lead frame 15 penetrates between the adhesive layer 70C and the flat frame 14 while being maintained.
  • the flat portion 82A of the facing portion 80e is recessed from the virtual plane including the flat portion 82P of the non-facing portion 80i by about the thickness of the lead frame 15 .
  • the thickness of the lead frame 15 is, for example, about 0.1 mm.
  • the notch 82B may form a step with the flat portion 82A as shown in FIG.
  • the angle AG of the step is preferably larger than 0 ° and smaller than 90 °, for example, about 45 °, for convenience of molding.
  • the notch 82Q may form a step with the flat portion 82P.
  • the notch 82B has a depth DB (FIG. 7) from the flat portion 82A.
  • the depth DB may be adjusted according to the thickness of the lead frame 15.
  • the depth DB is preferably 0.05 mm or more in order to sufficiently secure the function of the notch 82B.
  • the depth DB is typically 0.3 mm or less.
  • the width WB (FIG. 7) of the notch 82B is preferably 1/3 or more and 2/3 or less of the width WC of the bonding surface 82, and is, for example, 250 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the width WA (FIG. 7) of the flat portion 82A is preferably 1/3 or more and 2/3 or less of the width WC of the bonding surface 82, and is, for example, 250 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the lid 80 is made of ceramic or resin.
  • the lid 80 made of ceramic is obtained, for example, by a forming process such as extrusion molding and subsequent firing.
  • Al 2 O 3 can be used as the ceramic.
  • As the resin for example, a liquid crystal polymer can be used.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the lid 90 with an adhesive.
  • FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view along the line XX in FIG.
  • the adhesive lid 90 includes a lid 80 and a semi-cured adhesive layer 70T.
  • the semi-cured adhesive layer 70T is in a semi-cured state.
  • the "semi-hardened state” is a state of the so-called “B-stage” of the thermosetting adhesive. That is, the “semi-hardened state” is a state in which the curing reaction of the thermosetting adhesive proceeds to a certain extent but can be further cured by being heated, prior to the further curing. Temporary softening occurs.
  • a semi-cured adhesive layer 70T is disposed at least partially on the flat portion 82A of the joint surface 82 of the lid 80.
  • the thickness TP (FIG. 10) of the semi-cured adhesive layer 70T is typically 0.03 mm or more and 0.20 mm or less.
  • the semi-cured adhesive layer 70T is disposed on the flat portion 82A of the joint surface 82 of the lid 80 and is not disposed on the cutout portion 82B.
  • Such selective arrangement of the semi-cured adhesive layer 70T on the bonding surface 82 can be performed by screen printing of the adhesive in a paste state, in which case the opening to only the flat portion 82A is provided. A screen is used.
  • FIGS. 11 to 13 are cross-sectional views schematically showing first to third steps of a method of manufacturing electronic device 100. First, as shown in FIG.
  • package 10 is prepared.
  • electronic component 8 is mounted on mounting surface 13 m of package 10.
  • the electronic component 8 and the lead frame 15 of the package 10 are electrically connected by the wiring portion 9.
  • the adhesive lid 90 is bonded to the package 10. Specifically, first, the lid with adhesive material 90 and the package 10 are superimposed so that the semi-cured adhesive layer 70T faces the lead frame 15. Next, the semi-cured adhesive layer 70T is heated while pressing the adhesive lid 90 against the package 10 with a load LD. As a result, the semi-cured adhesive layer 70T (FIG. 13) in the semi-cured state changes to the adhesive layer 70C (FIG. 2) in the cured state.
  • the flowability of the adhesive temporarily increases.
  • the application of the load LD pushes the semi-cured adhesive layer 70T to the outer peripheral side.
  • the extruded adhesive is accumulated in a notch space SR (FIG. 7) formed by the notch 82B being deeper than the flat portion 82A. That is, the notch space SR has a function as a liquid reservoir of the adhesive.
  • the adhesive accumulated in the notch space SR is stably held in the notch space SR by being in contact with the surface of the notch 82B. Thus, unnecessary spread of the adhesive layer on the lead frame 15 is suppressed.
  • the semi-cured adhesive layer 70T changes to the adhesive layer 70C (FIG. 2) in a cured state.
  • An electronic device 100 (FIG. 2) is thereby obtained.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the electronic device 100Z of the comparative example.
  • the lid 80Z of the electronic device 100Z has a bonding surface 82Z formed of only a flat portion.
  • the adhesive layer 70C is likely to protrude outward (left side in the drawing) from the bonding surface 82Z on the surface 15t of the lead frame 15 in the same process as in FIG.
  • FIG. 14 of the surface 15t of the lead frame 15 a portion having a width WW from the outer peripheral end of the lid 80Z is covered with the adhesive layer 70C.
  • This part can not be used for external electrical connection. Therefore, it is necessary to provide a larger lead frame 15 in consideration of the presence of the width WW. As a result, the size of the electronic device 100Z is increased.
  • the portion of the lid 80Z not facing the lead frame 15 is also formed only of the flat portion. In this case, the adhesive layer 70C is easily extracted from the portion.
  • the joint surface 82 of the lid 80 has the flat portion 82A and the notch portion 82B in the facing portion 80e (FIG. 4), and the notch portion 82B is a flat portion It is recessed from a virtual plane 82V (FIG. 7) that includes 82A.
  • the adhesive which has flowed out from between the lead frame 15 and the flat portion 82A in the process of FIG. 13 can be held in the space SR (FIG. 7) between the lead frame 15 and the notch 82B. Therefore, it is possible to suppress the adhesive layer 70C from spreading unnecessarily on the lead frame.
  • the non-facing portion 80i (FIG. 4) of the lid 80 not facing the lead frame 15 also has a notch 82Q in addition to the flat portion 82P. As a result, the adhesive layer 70C is less likely to come out of the non-facing portion 80i.
  • each of the flat portion 82P and the notch portion 82Q may be formed on a plane included in the flat portion 82A and the notch portion 82B. That is, in the planar layout, flat portion 82A may be formed so as to completely surround inner surface 81 (FIG. 5), and flat notch portion 82B may be formed so as to completely surround it. This simplifies the shape of the lid.
  • the overlay accuracy between the facing portion 80e (FIG. 4) of the lid 80 and the lead frame 15 can not be obtained, so the tolerance of the alignment error between the lid 80 and the lead frame 15 can be increased. it can.
  • the semi-cured adhesive layer 70T is formed thinner on the facing portion 80e than on the non-facing portion 80i. Is desirable. Thereby, the extrusion of the adhesive can be further suppressed.
  • the joint surface 82 may be formed of only a flat surface in the non-facing portion 80i. This simplifies the shape of the lid.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an adhesive attached lid 90V of a modified example of the adhesive attached lid 90 (FIG. 9).
  • the semi-cured adhesive layer 70T is disposed not only on the flat portion 82A but also on the notch 82B of the bonding surface 82 of the lid 80. It is preferable that the thickness of the semi-cured adhesive layer 70T be smaller on the notch 82B than on the flat portion 82A.
  • the semi-cured adhesive layer 70T is applied by screen printing, such a difference in thickness is obtained by making the screen opening facing the notch 82B smaller than the opening of the screen facing the flat 82A. .
  • the opening facing the flat portion 82A may be connected to the opening facing the notch 82B.
  • one opening may be disposed across the flat portion 82A and the notch 82B.
  • adhesive lid 90V more semi-cured adhesive layer 70T can be disposed as compared to adhesive lid 90 (FIG. 9).
  • the adhesive-equipped lid 90 is preferable to the adhesive-equipped lid 90V.
  • FIGS. 16 and 17 are cross-sectional views schematically showing a lid 80V and a lid 80W as first and second modified examples of the lid 80 (FIG. 7).
  • the lid 80 has a stepped cross-sectional shape, but the lid 80V has a beveled shape. Specifically, the lid 80V may have a notch 82Bt inclined from the flat portion 82A, and the notch 82Bt may be flat.
  • the lid 80W (FIG. 17) has a curved notch 82Bo.
  • Example 2 A mixture of Al 2 O 3 raw material powder and an organic solvent was poured into a mold, and press molding was performed. Thereby, a molded body having the shape of the lid 80 was obtained. The lid 80 was obtained by firing this molded body. Referring to FIG. 7, the depth DB of the notch 82B is 0.1 mm, the width WC of the joint surface 82 is 0.7 mm, and each of the width WA and the width WB is a half of the width WC. An epoxy resin was formed on the lid 80 by screen printing, and was made semi-cured. Thereby, each of the lid 90 with an adhesive (FIG. 9) and the lid 90V with an adhesive (FIG. 15) was obtained. The electronic device 100 (FIG. 2) was produced using these.
  • Configuration 1 A lid which is to be bonded to a package having a lead frame using an adhesive layer, An inner surface that will face the package; A bonding surface surrounding the inner surface and to be bonded to the package by the adhesive layer; Equipped with The bonding surface has a flat portion in a portion to be opposed to the lead frame, and a cutout portion separated from the inner surface by the flat portion and recessed from a virtual plane including the flat portion. You're on the lid.
  • An adhesive lid which is to be joined to a package having a lead frame, A lid body having an inner surface facing the package and a bonding surface surrounding the inner surface, the bonding surface being a flat portion and a flat portion in a portion to be opposed to the lead frame A notch separated from the inner surface and recessed from an imaginary plane including the flat portion; A lid with an adhesive, comprising a semi-cured adhesive layer at least a part of which is disposed on the flat portion of the bonding surface of the lid.
  • a package having a mounting surface, a frame portion surrounding the mounting surface, and a lead frame; An electronic component mounted on the mounting surface of the package and electrically connected to the lead frame of the package; A lid having an inner surface facing the mounting surface of the package, and a bonding surface surrounding the inner surface; The joint surface is a flat portion at a portion facing the lead frame, and a cutout portion separated from the inner surface by the flat portion and recessed from a virtual plane including the flat portion; And have An electronic device comprising: an adhesive layer bonding the flat portion and the notch portion to the lead frame.
  • each embodiment can be freely combined, or each embodiment can be appropriately modified or omitted.
  • the present invention has been described in detail, the above description is an exemplification in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations not illustrated are conceivable without departing from the scope of the present invention.

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Abstract

蓋体(80)は、リードフレーム(15)を有するパッケージ(10)に接着材層(70C)を用いて接合されることになるものである。蓋体(80)は内面(81)および接合面(82)を有している。内面(81)はパッケージ(10)に対向することになる。接合面(82)は、内面(81)を囲んでおり、接着材層(70C)によってパッケージ(10)に接合されることになる。蓋体(80)は、リードフレーム(15)に対向することになる対向部分(80e)を有している。接合面(82)は、対向部分(80e)において、第1の平坦部(82A)と、第1の切欠部(82B)とを有している。第1の切欠部(82B)は、第1の平坦部(82A)によって内面(81)から隔てられており、第1の平坦部(82A)を含む仮想的な平面(82V)から奥まっている。

Description

蓋体および電子装置
 本発明は、蓋体と、接着材付蓋体と、電子装置とに関し、特に、接着材層を用いて接合されることになる蓋体と、パッケージに接合されることになる接着材付蓋体と、接着材層を用いて接合された蓋体を有する電子装置とに関するものである。
 半導体素子などの電子部品を外部環境から保護するために、電子部品を収納するパッケージが使用される。具体的には、パッケージ上に電子部品が実装された後に、パッケージに蓋体が接着材層を用いて接合される。これにより、パッケージと蓋体とによって形成されるキャビティ内に電子部品が封止される。
 パッケージは、電子部品が実装されることになる実装面と、実装面を囲む枠部と、電子部品が電気的に接続されることになるリードフレームとを有している。パッケージへ蓋体を接合するための接着材の量が過小であると、接合不良が生じやすくなる。このため接着材は十分に塗布される必要がある。その場合、パッケージへ蓋体が接合される際に、パッケージと蓋体との間に挟まれることによって接着材の一部がリードフレーム上において過度に拡がることがある。リードフレームのうち接着材に覆われてしまった部分は、外部との電気的接続のために使うことができない。この場合、外部との電気的接続のために使うことができる部分の大きさを十分に確保するためには、より大きなリードフレームが必要となる。このためパッケージの大きさが大きくなってしまい、それは、通常、望ましいことではない。このため、接着材がリードフレーム上において不必要に拡がっていくことを抑制する技術が望まれる。
 特開平7-14935号公報(特許文献1)の技術によれば、蓋体の下面部の、リードフレームに接合される部分に、傾斜部が形成されている。傾斜部は、蓋体の内部に向かって上方に傾斜している。当該公報によれば、傾斜部が設けられることによって樹脂(接着材)が蓋体内部へと流れるため蓋体外部への樹脂のはみ出しを小さくすることができる、と主張されている。
特開平7-14935号公報
 しかしながら本発明者らの検討によれば、上記技術では蓋体外部への接着材のはみ出しの抑制が不十分となりやすかった。
 本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓋体とパッケージとを互いに接合するための接着材層がリードフレーム上において不必要に拡がることを抑制することができる、蓋体、接着材付蓋体、および電子装置を提供することである。
 本発明の蓋体は、リードフレームを有するパッケージに接着材層を用いて接合されることになるものである。蓋体は、内面と、接合面とを有している。内面はパッケージに対向することになる。接合面は、内面を囲んでおり、接着材層によってパッケージに接合されることになる。接合面は、リードフレームに対向することになる部分において、平坦部と、切欠部とを有している。切欠部は、平坦部によって内面から隔てられており、平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている。
 本発明の接着材付蓋体は、リードフレームを有するパッケージに接合されることになるものである。接着材付蓋体は、蓋体と、半硬化接着材層とを有している。蓋体は、内面と、接合面とを有している。内面はパッケージに対向することになる。接合面は内面を囲んでいる。接合面は、リードフレームに対向することになる部分において、平坦部と、切欠部とを有している。切欠部は、平坦部によって内面から隔てられており、平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている。半硬化接着材層は、少なくとも一部が蓋体の接合面の平坦部上に配置されている。
 本発明の電子装置は、パッケージと、電子部品と、蓋体と、接着材層とを有している。パッケージは、実装面と、実装面を囲む枠部と、リードフレームとを有している。電子部品は、パッケージの実装面上に実装されており、パッケージのリードフレームに電気的に接続されている。蓋体は、パッケージの実装面に対向する内面と、内面を囲む接合面とを有している。接合面は、リードフレームに対向している部分において、平坦部と、切欠部とを有している。切欠部は、平坦部によって内面から隔てられており、平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている。接着材層は平坦部および切欠部をリードフレームに接合している。
 本発明によれば、蓋体の接合面は、リードフレームに対向することになる部分において、平坦部と、当該平坦部によって蓋体の内面から隔てられた切欠部を有しており、この切欠部は、当該平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている。これにより、リードフレームと平坦部との間から流れ出た接着材を、リードフレームと切欠部との間の空間に保持することができる。よって、接着材層がリードフレーム上において不必要に拡がることを抑制することができる。
 この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本発明の実施の形態における電子装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図1の線II-IIに沿う概略断面図である。 図2の領域IIIの拡大図である。 図3の線IV-IVに沿う概略的な部分断面図である。 図1の電子装置が有する蓋体の構成を上下反転して概略的に示す斜視図である。 図5の線VI-VIに沿う、上限反転しての概略断面図である。 図6の領域VIIの拡大図である。 図5の線VIII-VIIIに沿う、図5を上下反転しての概略的な部分断面図である。 本発明の実施の形態における接着材付蓋体の構成を概略的に示す断面図である。 図9の線X-Xに沿う概略的な部分断面図である。 本発明の実施の形態における電子装置の製造方法の第1の工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態における電子装置の製造方法の第2の工程を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態における電子装置の製造方法の第3の工程を概略的に示す断面図である。 比較例の電子装置の構成を示す部分断面図である。 図9の変形例を概略的に示す断面図である。 図7の第1の変形例を概略的に示す断面図である。 図7の第2の変形例を概略的に示す断面図である。
 以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
 (電子装置の構成)
 図1は、本実施の形態における電子装置100の構成を概略的に示す斜視図であり、この図においては、蓋体80および接着材層70Cの一部の図示を省略することによって、電子装置100の内部の構成が見やすくされている。図2は、図1の線II-IIに沿う概略断面図である。図3は、図2の領域IIIの拡大図である。図4は、図3の線IV-IVに沿う、概略的な部分断面図である。図5は、電子装置100が有する蓋体80の構成を概略的に示す斜視図であり、図1とは上下が反対である。図6は、図5の線VI-VIに沿う概略断面図であり、図5とは上下が逆になっている。図7は、図6の領域VIIの拡大図である。図8は、図5の線VIII-VIIIに沿う概略的な部分断面図であり、図5とは上下が逆になっている。
 電子装置100は、パッケージ10と、電子部品8と、接着材層70Cと、蓋体80とを有している。電子部品8は、接着材層70Cによって互いに接合されたパッケージ10および蓋体80によって構成されたキャビティ100c内に封止されている。
 パッケージ10は、基板13と、枠体14(枠部)と、リードフレーム15とを有している。基板13は、キャビティ100cに面する実装面13mを有している。基板13は金属またはセラミックスから成る。枠体14は、基板13上に取り付けられており、実装面13mを囲んでいる。枠体14は、絶縁体からなり、例えばセラミックスまたは樹脂から成る。このセラミックスは、例えばAlであり、また、この樹脂は、例えば液晶ポリマーである。リードフレーム15は、枠体14の一部の上に取り付けられている。リードフレーム15は、電子装置100の外部へ露出された部分と、キャビティ100c内へ通じる部分とを有しており、金属から成る。リードフレーム15は、枠体14と蓋体80との間から外方向へ突出している。よって、キャビティ100cの外において、リードフレーム15の表面15t(図2における上面)が露出されている。
 電子部品8は、パッケージ10の実装面13m上に実装されている。電子部品8は、キャビティ100c内でリードフレーム15に配線部9によって電気的に接続されている。電子部品8は、例えば半導体素子である。配線部9は、例えばボンディングワイヤである。
 接着材層70Cは、パッケージ10の枠体14およびリードフレーム15に接合されている。接着材層70Cは、硬化状態にある熱硬化性接着材から成る層である。ここで「硬化状態」とは、実質的に、熱硬化性接着材の硬化反応が完全に進行しており、加熱されても、さらに硬化することがなく、また軟化することもない状態のことである。熱硬化性接着材は、例えばエポキシ樹脂接着材である。
 蓋体80は内面81および接合面82を有している。図2に示されているように、内面81は実装面13mに対向している。平面視(図2における横方向に平行な平面レイアウト)において、接合面82は内面81を囲んでいる。接合面82の少なくとも一部には接着材層70Cが接合されている。接着材層70Cは、上記平面視において、接合面82から外方向(図3における左方向)に食み出ていないことが好ましい。言い換えれば、接着材層70Cの外周端(図3における左端)は、蓋体80の外周端(図3における左端)よりも内側に位置していることが好ましい。図3に示された構成においては、接合面82の内周端(図3における右端)には接着材層70Cが達している、接合面82の外周端(図中、左端)には接着材層70Cが達していない。
 蓋体80の接合面82は、リードフレーム15に対向している対向部分80e(図4参照)において、平坦部82A(第1の平坦部)および切欠部82B(第1の切欠部)を有している。平坦部82Aおよび切欠部82Bには接着材層70C(図3)が接合されている。平坦部82Aは、リードフレーム15の表面15tに実質的に平行である。図5に示されているように、平面レイアウトにおいて、切欠部82Bは平坦部82Aによって内面81から隔てられている。また図7に示されているように、切欠部82Bは、平坦部82Aを含む仮想的な平面82Vから、厚み方向(図7における縦方向)において奥まっている。対向部分80e(図4参照)において、切欠部82Bが上記のように奥まっていることによって形成される切欠空間SR(図7)の体積は、対向部分80eにおける接着材層70Cの体積よりも大きいことが好ましい。
 蓋体80の接合面82は、リードフレーム15に対向していない非対向部分80i(図4参照)において、平坦部82P(第2の平坦部)および切欠部82Q(第2の切欠部)を有している。平坦部82Pおよび切欠部82Qには接着材層70Cが接合されている。平坦部82Pは、リードフレーム15の表面15tに実質的に平行である。図5に示されているように、切欠部82Qは、平面レイアウトにおいて、平坦部82Pによって内面81から隔てられている。また切欠部82Qは、平坦部82Pを含む仮想的な平面から奥まっている。非対向部分80i(図4参照)において、切欠部82Qが上記のように奥まっていることによって形成される空間の体積は、非対向部分80iにおける接着材層70Cの体積よりも大きいことが好ましい。図5に示されているように、平坦部82Aおよび平坦部82Pが内面81を囲み、これらを切欠部82Bおよび切欠部82Qが囲むことが好ましい。
 非対向部分80iに比して対向部分80eにおいて接合面82は若干窪んでおり(図8参照)、これにより、図4に示されているように、接着材層70Cの厚みが比較的均一に維持されつつ、接着材層70Cと、平坦な枠体14との間を、リードフレーム15が貫通している。具体的には、図8に示されているように、対向部分80eの平坦部82Aは、非対向部分80iの平坦部82Pを含む仮想的な平面から、リードフレーム15の厚み程度、奥まっている。なおリードフレーム15の厚みは、例えば0.1mm程度である。
 切欠部82Bは、図7に示されているように、平坦部82Aと段差を成すものであってよい。この段差の角度AGは、成形加工の都合上、0°よりも大きく90°よりも小さいことが好ましく、例えば45°程度である。同様に、切欠部82Qは、平坦部82Pと段差を成すものであってよい。
 切欠部82Bは、平坦部82Aから深さDB(図7)を有している。深さDBは、リードフレーム15の厚みに応じて調整されてよい。深さDBは、切欠部82Bの機能を十分に確保する上で、0.05mm以上であることが好ましい。深さDBは、典型的には、0.3mm以下である。切欠部82Bの幅WB(図7)は、接合面82の幅WCの1/3以上2/3以下であることが好ましく、例えば250μm以上500μm以下である。一方で、平坦部82Aの幅WA(図7)は、接合面82の幅WCの1/3以上2/3以下であることが好ましく、例えば250μm以上500μm以下である。
 蓋体80はセラミックスまたは樹脂からなる。セラミックスから成る蓋体80は、例えば、押し出し成形等の成形加工と、その後の焼成とによって得られる。セラミックスとしては、例えばAlを用い得る。樹脂としては、例えば、液晶ポリマーを用い得る。
 (接着材付蓋体)
 次に、前述した電子装置100を製造するために用いられる接着材付蓋体90について、以下に説明する。
 図9は、接着材付蓋体90の構成を概略的に示す断面図である。図10は、図9の線X-Xに沿う概略的な部分断面図である。接着材付蓋体90は、蓋体80および半硬化接着材層70Tおよびを有している。
 半硬化接着材層70Tは半硬化状態にある。ここで「半硬化状態」とは、熱硬化性接着材の、いわゆる「Bステージ」の状態のことである。すなわち、「半硬化状態」とは、熱硬化性接着材の硬化反応がある程度は進行しているものの、加熱されることによって、さらに硬化することができる状態のことであり、このさらなる硬化に先立って一時的な軟化が生じる。
 蓋体80の接合面82の平坦部82Aには、少なくとも部分的に半硬化接着材層70Tが配置されている。半硬化接着材層70Tの厚みTP(図10)は、典型的には0.03mm以上0.20mm以下である。図9に示された例においては、半硬化接着材層70Tは、蓋体80の接合面82のうち、平坦部82A上に配置されており、かつ、切欠部82B上には配置されないない。このような、接合面82上における半硬化接着材層70Tの選択的な配置は、ペースト状態の接着材のスクリーン印刷によって行われ得るものであり、その際、平坦部82Aのみへの開口を有するスクリーンが用いられる。
 (電子部品の製造方法)
 図11~図13のそれぞれは、電子装置100の製造方法の第1~第3の工程を概略的に示す断面図である。
 図11を参照して、パッケージ10が準備される。図12を参照して、パッケージ10の実装面13m上に電子部品8が実装される。電子部品8と、パッケージ10のリードフレーム15とが配線部9によって電気的に接続される。
 図13を参照して、次に、前述した接着材付蓋体90がパッケージ10に接合される。具体的には、まず半硬化接着材層70Tがリードフレーム15に向くように、接着材付蓋体90とパッケージ10とが重ね合わされる。次に、接着材付蓋体90をパッケージ10へ荷重LDで押し付けながら、半硬化接着材層70Tが加熱される。これにより、半硬化状態にある半硬化接着材層70T(図13)が、硬化状態にある接着材層70C(図2)へと変化する。
 半硬化状態から硬化状態への変化に際して、接着材の流動性が一時的に高い状態が生じる。このとき荷重LDが印加されていることで、半硬化接着材層70Tが外周側へと押し出される。押し出された接着材は、切欠部82Bが平坦部82Aよりも奥まっていることによって形成されている切欠空間SR(図7)に溜まる。すなわち、切欠空間SRは、接着材の液溜まりとしての機能を有している。切欠空間SRに溜まった接着材は、切欠部82Bの表面に接することによって切欠空間SR内に安定的に保持される。よって、接着材層がリードフレーム15上において不必要に拡がることが抑制される。
 上述した一時的な状態を経て、半硬化接着材層70Tが、硬化状態にある接着材層70C(図2)へと変化する。これにより電子装置100(図2)が得られる。
 (比較例)
 図14は、比較例の電子装置100Zの構成を示す部分断面図である。電子装置100Zの蓋体80Zは、平坦部のみからなる接合面82Zを有している。この場合、図13と同様の工程において接着材層70Cが、リードフレーム15の表面15t上において、接合面82Zから外側(図中、左側)に食み出やすくなる。その結果、図14においては、リードフレーム15の表面15tのうち、蓋体80Zの外周端から幅WWの部分が接着材層70Cに覆われている。この部分は外部との電気的接続のために用いることができない。よって、幅WWの存在を考慮して、より大きなリードフレーム15を設けることが必要となる。その結果、電子装置100Zのサイズが大きくなってしまう。
 またこの比較例においては、蓋体80Zの、リードフレーム15に対向していない部分も、平坦部のみから形成されている。この場合、当該部分からも接着材層70Cが食みだしやすくなる。
 (効果のまとめ)
 これに対して本実施の形態によれば、蓋体80の接合面82は、対向部分80e(図4)において平坦部82Aおよび切欠部82Bを有しており、この切欠部82Bは、平坦部82Aを含む仮想的な平面82V(図7)から奥まっている。これにより、図13の工程においてリードフレーム15と平坦部82Aとの間から流れ出た接着材を、リードフレーム15と切欠部82Bとの間の空間SR(図7)に保持することができる。よって、接着材層70Cがリードフレーム上において不必要に拡がることを抑制することができる。
 また、蓋体80の、リードフレーム15に対向していない非対向部分80i(図4)も、平坦部82Pに加えて切欠部82Qを有している。これにより、非対向部分80iからも接着材層70Cが食み出しにくくなる。
 (変形例)
 対向部分80e(図8)における上記効果は、対向部分80eに平坦部82Aおよび切欠部82Bが存在することによって得られるものであり、非対向部分80iの構成は、上述した本実施の形態のものに限定されるわけではない。例えば、一の変形例として、平坦部82Pおよび切欠部82Qのそれぞれが、平坦部82Aおよび切欠部82Bに含まれる平面上に形成されてもよい。すなわち、平面レイアウトにおいて、内面81(図5)を完全に囲むように平坦部82Aが形成され、さらにそれを完全に囲むように平坦な切欠部82Bが形成されてもよい。これにより蓋体の形状が簡素化される。またこれにより、蓋体80の対向部分80e(図4)とリードフレーム15との重ね合わせ精度が求められなくなるので、蓋体80とリードフレーム15との位置合わせ誤差の許容範囲を大きくすることができる。この場合、対向部分80e(図8)にリードフレーム15のための凹部が設けられないことから、非対向部分80i上に比して対向部分80e上において半硬化接着材層70Tをより薄く形成することが望ましい。それにより、接着材の食み出しをより抑制することができる。他の変形例として、非対向部分80iにおいては接合面82が平坦な面のみで形成されてもよい。これにより蓋体の形状が簡素化される。
 図15は、接着材付蓋体90(図9)の変形例の接着材付蓋体90Vの構成を概略的に示す断面図である。本変形例においては、半硬化接着材層70Tは、蓋体80の接合面82のうち、平坦部82A上だけでなく切欠部82B上にも配置されている。半硬化接着材層70Tの厚みは、平坦部82A上よりも切欠部82B上において小さくされていることが好ましい。半硬化接着材層70Tがスクリーン印刷によって塗布される場合、このような厚みの相違は、平坦部82Aに面するスクリーンの開口よりも切欠部82Bに面するスクリーンの開口を小さくすることによって得られる。このとき、平坦部82Aに面する開口と、切欠部82Bに面する開口とは、つながっていてよい。言い換えれば、一の開口部が平坦部82Aおよび切欠部82Bにまたがって配置されてよい。接着材付蓋体90Vによれば、接着材付蓋体90(図9)に比して、より多くの半硬化接着材層70Tを配置することができる。これにより、接着材量の不足に起因しての不良、典型的には接合部におけるブローホールの発生、を抑制することができる。一方で、接着材の食み出しを避けることが優先される場合は、接着材付蓋体90Vよりも接着材付蓋体90の方が好ましい。
 図16および図17のそれぞれは、蓋体80(図7)の第1および第2の変形例としての蓋体80Vおよび蓋体80Wを概略的に示す断面図である。蓋体80は階段状の断面形状を有しているが、蓋体80Vはべベル形状を有している。具体的には、蓋体80Vは、平坦部82Aから傾いた切欠部82Btを有しており、切欠部82Btは平坦であってよい。一方、蓋体80W(図17)は曲面状の切欠部82Boを有している。
 (実施例)
 Al原料粉末と有機溶媒との混合物が金型に流し込まれ、そしてプレス成形が行われた。これにより、蓋体80の形状を有する成形体が得られた。この成形体を焼成することによって、蓋体80が得られた。図7を参照して、切欠部82Bの深さDBは0.1mmとされ、接合面82の幅WCは0.7mmとされ、幅WAおよび幅WBの各々は幅WCの半分とされた。蓋体80上にエポキシ樹脂がスクリーン印刷によって形成され、それが半硬化状態とされた。これにより、接着材付蓋体90(図9)および接着材付蓋体90V(図15)の各々が得られた。これらを用いて電子装置100(図2)が作製された。得られた電子装置100のリードフレーム15上においては、蓋体外部への接着材層70Cの食み出しが観察されなかった。これに対して、比較例の蓋体80Z(図14)が用いられた場合、蓋体外部への接着材層70Cの食み出しが観察された。
 (付記)
 上記記載と実質的に重複するが、本明細書は、以下の構成1~3も開示している。
[構成1]
 リードフレームを有するパッケージに接着材層を用いて接合されることになる蓋体であって、
 前記パッケージに対向することになる内面と、
 前記内面を囲み、前記接着材層によって前記パッケージに接合されることになる接合面と、
を備え、
 前記接合面は、前記リードフレームに対向することになる部分において、平坦部と、前記平坦部によって前記内面から隔てられ、前記平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている切欠部と、を有している、蓋体。
[構成2]
 リードフレームを有するパッケージに接合されることになる接着材付蓋体であって、
 前記パッケージに対向することになる内面と、前記内面を囲む接合面とを有する蓋体を備え、前記接合面は、前記リードフレームに対向することになる部分において、平坦部と、前記平坦部によって前記内面から隔てられ、前記平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている切欠部と、を有しており、
 少なくとも一部が前記蓋体の前記接合面の前記平坦部上に配置された半硬化接着材層を備える、接着材付蓋体。
[構成3]
 実装面と、前記実装面を囲む枠部と、リードフレームと、を有するパッケージと、
 前記パッケージの前記実装面上に実装され、前記パッケージの前記リードフレームに電気的に接続された電子部品と、
 前記パッケージの前記実装面に対向する内面と、前記内面を囲む接合面と、を有する蓋体と、
を備え、前記接合面は、前記リードフレームに対向している部分において、平坦部と、前記平坦部によって前記内面から隔てられ、前記平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている切欠部と、を有しており、
 前記平坦部および前記切欠部を前記リードフレームに接合する接着材層を備える、電子装置。
 なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
 8 電子部品
 9 配線部
 10 パッケージ
 13 基板
 13m 実装面
 14 枠体(枠部)
 15 リードフレーム
 70C 接着材層
 70T 半硬化接着材層
 80,80V,80W 蓋体
 82A,82P 平坦部
 80e 対向部分
 80i 非対向部分
 81 内面
 82 接合面
 82B,82Bo,82Bt,82Q 切欠部
 82V 仮想的な平面
 90,90V 接着材付蓋体
 100 電子装置

Claims (9)

  1.  リードフレームを有するパッケージに接着材層を用いて接合されることになる蓋体であって、
     前記パッケージに対向することになる内面と、
     前記内面を囲み、前記接着材層によって前記パッケージに接合されることになる接合面と、
    を備え、
     前記蓋体は、前記リードフレームに対向することになる対向部分を有しており、前記接合面は前記対向部分において、第1の平坦部と、前記第1の平坦部によって前記内面から隔てられ、前記第1の平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている第1の切欠部と、を有している、蓋体。
  2.  前記蓋体は、前記リードフレームに対向することにならない非対向部分を有しており、前記接合面は前記非対向部分において、第2の平坦部と、前記第2の平坦部によって前記内面から隔てられ、前記第2の平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている第2の切欠部と、を有している、請求項1に記載の蓋体。
  3.  前記第1の平坦部および前記第2の平坦部が前記内面を囲んでおり、前記第1の平坦部および前記第2の平坦部を前記第1の切欠部および前記第2の切欠部が囲んでいる、請求項2に記載の蓋体。
  4.  前記第1の平坦部は、前記第2の平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている、請求項2または3に記載の蓋体。
  5.  少なくとも一部が前記蓋体の前記接合面の前記第1の平坦部上に配置された半硬化接着材層をさらに備える、請求項1から4のいずれか1項に記載の蓋体。
  6.  前記半硬化接着材層は、前記蓋体の前記接合面の前記第1の切欠部上に配置された部分を含む、請求項5に記載の蓋体。
  7.  前記半硬化接着材層の厚みは前記第1の平坦部上よりも前記第1の切欠部上において小さい、請求項6に記載の蓋体。
  8.  実装面と、前記実装面を囲む枠部と、リードフレームと、を有するパッケージと、
     前記パッケージの前記実装面上に実装され、前記パッケージの前記リードフレームに電気的に接続された電子部品と、
     前記パッケージの前記実装面に対向する内面と、前記内面を囲む接合面と、を有する蓋体と、
    を備え、前記蓋体は、前記リードフレームに対向することになる対向部分を有しており、前記接合面は前記対向部分において、平坦部と、前記平坦部によって前記内面から隔てられ、前記平坦部を含む仮想的な平面から奥まっている切欠部と、を有しており、
     前記平坦部および前記切欠部を前記リードフレームに接合する接着材層を備える、電子装置。
  9.  前記対向部分において前記切欠部が奥まっていることによって形成される空間の体積は、前記対向部分における接着材層の体積よりも大きい、請求項8に記載の電子装置。
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