(57)【要約】【課題】特別な装置を用いることなく、スルーホールにおける樹脂の未充填部分の発生を抑制することができる樹脂封止型半導体装置を得る。【解決手段】回路基板１８に形成されたスルーホール２０は面１８Ａに対して傾けられている。モールド樹脂３０を成形する際に、ゲートから成形型内に流れ込んだ樹脂は、ゲート部４０側に配置された開口部２０Ａからスルーホール２０内に流れ込み、開口部２０Ｂから流れ出てコア型の内面に沿って流れる樹脂と合流する。このように、スルーホール２０を面１８Ａに対して傾け、開口部２０Ａをゲート部４０側に配置することで、スルーホール２０における樹脂の未充填部分の発生を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード端子を備えるリードフレームと、
前記リードフレームに載置され、前記リードフレームと電気的に接続されると共に、両面に導電パターンが形成され、両面の前記導電パターンを互いに電気的につなぐスルーホールが形成される回路基板と、
前記回路基板に搭載される半導体素子と、
前記回路基板、及び前記半導体素子を封止するモールド樹脂と、
を備え、
前記回路基板に形成されたスルーホールは、前記回路基板の前記半導体素子が配置される面に対して傾斜して前記回路基板を貫通している樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
リード端子を備えるリードフレームと、
前記リードフレームに載置され、前記リードフレームと電気的に接続されると共に、両面に導電パターンが形成され、両面の前記導電パターンを互いに電気的につなぐスルーホールが形成される回路基板と、
前記回路基板に搭載される半導体素子と、
前記回路基板、及び前記半導体素子を封止するモールド樹脂と、
を備え、
前記回路基板に形成されたスルーホールは、前記回路基板の前記半導体素子が配置される面の垂線に対して傾斜して前記回路基板を貫通している樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記スルーホールの一方の開口部は、他方の開口部よりも、前記モールド樹脂の成形時に前記モールド樹脂の成形型に樹脂が流し込まれるゲート部側に配置される請求項１又は２に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
前記ゲート部側に配置される前記一方の開口部は、前記他方の開口部よりも拡径される請求項３に記載の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームに搭載された回路基板を樹脂で封止して形成される樹脂封止型半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載には、回路基板に形成されたスルーホールに樹脂を充填する技術が記載されている。
【０００３】
詳細には、真空雰囲気中で、それぞれのスルーホール毎に、印刷手段を用いて樹脂を充填するようになっており、これにより、樹脂の未充填部分の発生を防止するようになっている。
【特許文献１】特開２０００−１８３５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような樹脂封止型半導体装置では、真空雰囲気下で樹脂を充填するため、特別な装置が必要とされていた。
【０００５】
本発明は、特別な装置を用いることなく、スルーホールにおける樹脂の未充填部分の発生を抑制することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る樹脂封止型半導体装置は、リード端子を備えるリードフレームと、前記リードフレームに載置され、前記リードフレームと電気的に接続されると共に、両面に導電パターンが形成され、両面の前記導電パターンを互いに電気的につなぐスルーホールが形成される回路基板と、前記回路基板に搭載される半導体素子と、前記回路基板、及び前記半導体素子を封止するモールド樹脂と、を備え、前記回路基板に形成されたスルーホールは、前記回路基板の前記半導体素子が配置される面に対して傾斜して前記回路基板を貫通していることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、回路基板に形成されたスルーホールは、回路基板の半導体素子が配置される面に対して傾斜して回路基板を貫通している。このため、モールド樹脂にて回路基板及び半導体素子を封止する際に、モールド樹脂が傾斜に沿ってスルーホールに流れ込むため、特別な装置を用いることなく、スルーホールにおける樹脂の未充填部分の発生を抑制することができる。
【０００８】
本発明の請求項２に係る樹脂封止型半導体装置は、リード端子を備えるリードフレームと、前記リードフレームに載置され、前記リードフレームと電気的に接続されると共に、両面に導電パターンが形成され、両面の前記導電パターンを互いに電気的につなぐスルーホールが形成される回路基板と、前記回路基板に搭載される半導体素子と、前記回路基板、及び前記半導体素子を封止するモールド樹脂と、を備え、前記回路基板に形成されたスルーホールは、前記回路基板の前記半導体素子が配置される面の垂線に対して傾斜して前記回路基板を貫通していることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、回路基板に形成されたスルーホールは、回路基板の半導体素子が配置される面の垂線に対して傾斜して回路基板を貫通している。このため、モールド樹脂にて回路基板及び半導体素子を封止する際に、モールド樹脂が傾斜に沿ってスルーホールに流れ込むため、特別な装置を用いることなく、スルーホールにおける樹脂の未充填部分の発生を抑制することができる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る樹脂封止型半導体装置は、請求項１又は２に記載において、前記スルーホールの一方の開口部は、他方の開口部よりも、前記モールド樹脂の成形時に前記モールド樹脂の成形型に樹脂が流し込まれるゲート部側に配置されることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、スルーホールの一方の開口部は、他方の開口部よりも、モールド樹脂の成形時にモールド樹脂の成形型に樹脂が流し込まれるゲート部側に配置される。これにより、モールド樹脂にて回路基板及び半導体素子を封止する際に、モールド樹脂は、一方の開口部からスルーホールへ流れ込み他方の開口部から流れ出るため、スルーホールにおける樹脂の未充填部分の発生を効果的に抑制することができる。
【００１２】
本発明の請求項４に係る樹脂封止型半導体装置は、請求項３に記載において、前記ゲート部側に配置される前記一方の開口部は、前記他方の開口部よりも拡径されることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、ゲート部側に配置される一方の開口部は、他方の開口部よりも拡径されている。これにより、モールド樹脂にて回路基板及び半導体素子を封止する際に、モールド樹脂は、拡径された一方の開口部からスルーホールへ流れ込むため、拡径されない場合と比して、確実にスルーホールにモールド樹脂を流し込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の一例について図１〜図４に基づいて説明する。
【００１５】
（全体構成）
図１（Ａ）に示す樹脂封止型半導体装置１０は、例えば、自動車に搭載されたモータを駆動するための制御装置であって、このモータに一体的に取り付けられるものである。
【００１６】
図２（Ａ）（Ｂ）に示されるように、樹脂封止型半導体装置１０は、板状のリードフレーム１２を備えている。このリードフレーム１２は、例えば、銅合金等の金属製の板が機械加工されることにより形成されている。そして、リードフレーム１２には、両面に導電パターン３４、３６（図１参照）が形成された回路基板１８が載置されると共に、外部との接続の為に使用される外部端子としての複数個のリード端子１６が設けられている。
【００１７】
回路基板１８は、少なくともリードフレーム１２とは異なる材質で構成されており、例えば、樹脂材料で形成されている。さらに、回路基板１８は、リードフレーム１２上に接着剤を用いて固定され、回路基板１８のリードフレーム１２側に形成された裏側の導電パターン３４（図１参照）は、ボンディング等によりリード端子１６に電気的に接続される。
【００１８】
また、図１（Ａ）に示されるように、回路基板１８には、リードフレーム１２と対向しない表側に形成された導電パターン３６と裏側の導電パターン３４を互いに電気的につなぐスルーホール２０が設けられている。なお、このスルーホール２０については詳細を後述する。
【００１９】
さらに、回路基板１８の表側に形成された導電パターン３６には、半導体素子としてのダイオード及び抵抗等の電子部品２２がリフローはんだ付け等によって搭載され、電子部品２２は表側の導電パターン３６と電気的に接続されている。
【００２０】
そして、電子部品２２、回路基板１８及びリードフレーム１２は、その全体がモールド成形されることによってモールド樹脂３０により封止されている。なお、リード端子１６は、モールド樹脂３０の外部に突出されて外部の装置と接続可能となっている。
【００２１】
（要部構成）
次にスルーホール２０について説明する。
【００２２】
図１（Ａ）に示されるように、電子部品２２と電気的に接続された回路基板１８の表側に形成された導電パターン３６は、スルーホール２０を通して回路基板１８の裏側に形成された導電パターン３４に電気的に接続されている。
【００２３】
詳細には、スルーホール２０は、断面円状とされ、断面を一定に保った状態で、表面から裏面を貫通するように設けられ、内周面には、電気が流れる導電膜が形成されている。
【００２４】
また、このスルーホール２０は、回路基板１８の電子部品２２が配置される面１８Ａに対して傾斜して回路基板１８を貫通しており、スルーホール２０の面１８Ａ側の一方の開口部２０Ａは、他方の開口部２０Ｂよりも、モールド樹脂３０の成形時に成形型４４（図３参照）に樹脂が流し込まれるゲート部４０側に配置されている。
【００２５】
つまり、モールド樹脂３０を成形する際に、成形型４４に流し込まれた樹脂は、一方の開口部２０Ａに他方の開口部２０Ｂよりも先に到達する構成となっている。
【００２６】
（作用・効果）
次に、モールド樹脂３０を成形する際における成形型４４内の樹脂の流れについて説明する。
【００２７】
図３に示されるように、射出成形にて成形されるモールド樹脂３０の成形型には、回路基板１８を覆うキャビ型４４Ａとキャビ型４４Ａに対向して配置されるコア型４４Ｂが設けられている。さらに、樹脂を流し込むゲート４６は、キャビ型４４Ａとコア型４４Ｂのパーティング部（分割部）に設けられており、また、このゲート４６に流し込まれる樹脂の通り道である樹脂ランナー４８は、成形型４４に接続されている。なお、本実施形態では、図３に示す紙面左側に、ゲート４６が設けられている。
【００２８】
一方、図３に示す紙面右側には、モールド樹脂３０成形時に成形型４４内のガスを抜き、ボイド及び欠肉等の成形不良を防止するエアーベント５０が設けられている。
【００２９】
この成形型４４を使用してモールド樹脂３０を成形する際は、先ずキャビ型４４Ａ及びコア型４４Ｂが開いた状態（型開き状態）で、コア型４４Ｂの上に、回路基板１８が固定されたリードフレーム１２を載置する。
【００３０】
次に、リードフレーム１２がコア型４４Ｂに載置された状態で、成形型４４内に樹脂を流し込めるようにキャビ型４４Ａ及びコア型４４Ｂ型締め（図３に示す状態）する。この状態で、樹脂ランナー４８及びゲート４６を通して樹脂を成形型４４内に流し込む。
【００３１】
ゲート４６から成形型４４内に流れ込んだ樹脂は、キャビ型４４Ａの内面に沿って流れる樹脂と、コア型４４Ｂの内面に沿って流れる樹脂に分かれる。キャビ型４４Ａに沿って流れる樹脂は、コア型４４Ｂに沿って流れる樹脂に比べて、先にスルーホール２０に到達する。
【００３２】
前述したように、スルーホール２０の面１８Ａ側の一方の開口部２０Ａは、他方の開口部２０Ｂよりも、モールド樹脂３０の成形時に樹脂が流し込まれるゲート部４０（図１（Ａ）参照）側に配置されている。このため、キャビ型４４Ａの内面に沿って流れる樹脂が、先にスルーホール２０の開口部２０Ａに到達する。
【００３３】
開口部２０Ａに到達した樹脂は、開口部２０Ａからスルーホール２０内に流れ込み、開口部２０Ｂから流れ出てコア型４４Ｂの内面に沿って流れる樹脂と合流する。すなわち、開口部２０Ａに到達した樹脂がスルーホール２０内に流れ込むときに、コア型４４Ｂに沿って流れる樹脂は開口部２０Ｂに到達していないため、開口部２０Ａから流れ込んだ樹脂は、開口部２０Ａ側に押し戻されることなく開口部２０Ｂから流れ出る。つまり、スルーホール２０内部の樹脂流動性を効率よく制御できる構造となっている。
【００３４】
そして、キャビ型４４Ａ及びコア型４４Ｂの内面に沿って流れる樹脂は、成形型４４内に充填され、モールド樹脂３０（図１（Ａ）参照）が成形される。保圧後、型を開いて製品を脱型させると、樹脂封止型半導体装置１０が完成する。
【００３５】
一方、図４に示されるように、スルーホール１００を、従来のように、回路基板１０２の電子部品１０４が配置される面１０２Ａに対して垂直方向に配置すると、樹脂は開口部１００Ａ、１００Ｂに同時に到達し、開口部１００Ａから流れ込んだ樹脂は、開口部１００Ｂから流れ込んだに押し戻され、スルーホール１００における樹脂の未充填部分が発生しやすくなる。
【００３６】
図３に示されるように、従来とは違いスルーホール２０を面１８Ａに対して傾け、開口部２０Ａをゲート部４０側に配置することで、スルーホール２０における樹脂の未充填部分の発生を抑制することができる。
【００３７】
また、スルーホール２０における樹脂の未充填部分の発生を抑制することで、モールドの品質低下を防止することができる。
【００３８】
また、スルーホール２０における樹脂の未充填部分の発生を抑制することで、アンカー効果が得られ、モールド樹脂３０と回路基板１８間の剥離を防止することができる。
【００３９】
また、それぞれのスルーホール毎に、別途樹脂を充填する工法と比較して、新たに工程を設ける必要がないため、工数及び費用の上昇を防止することができる。
【００４０】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、スルーホール２０を面１８Ａに対して傾斜させたが、面１８Ａの垂線に対して傾斜させてもよい。
【００４１】
次に、本発明に係る樹脂封止半導体装置７０の第２実施形態の一例について図５に従って説明する。
【００４２】
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
本第２実施形態では、図５に示されるように、第１実施形態とは違い、スルーホール６０における面１８Ａ側の開口部６０Ａは、開口部６０Ｂよりも拡径されている。詳細には、ゲート部４０側に、スルーホール６０の断面を広げるよういに拡径されている。
【００４４】
開口部６０Ａをゲート部４０側に断面を広げるように拡径することで、モールド樹脂３０を成形する際に開口部６０Ａからスルーホール６０へ樹脂が流れ込むタイミングを早くすることができ、さらに、流れ込む量を増やすことができるため、確実に、スルーホール６０における樹脂の未充填部分の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置を示した断面図及び拡大断面図である。
【図２】Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の成形工程を示した説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の成形工程の比較例として示した従来例の成形工程を示した説明図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置を示した断面図及び拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・・樹脂封止型半導体装置、１２・・・・リードフレーム、１６・・・・リード端子、１８・・・・回路基板、２０・・・・スルーホール、２０Ａ・・・開口部、２０Ｂ・・・開口部、２２・・・・電子部品（半導体素子）、３０・・・・モールド樹脂、３４・・・・導電パターン、３６・・・・導電パターン、６０・・・・スルーホール、６０Ａ・・・開口部、６０Ｂ・・・開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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