(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード（１１）の一部とチップ（１２）の全てとがモールド樹脂（１３）に被覆されて成るモールドＩＣ（１０）と、
該モールドＩＣ（１０）の収納空間が、底部（２１）と、該底部（２１）を囲む壁部（２２）とによって構成された筐体（２０）と、
前記筐体（２０）の収納空間と外部とを電気的に接続するターミナル（３０）と、
前記収納空間の一部を充填するポッティング剤（４０）と、を有し、
前記モールドＩＣ（１０）のモールド樹脂（１３）が前記筐体（２０）の底部（２１）内面に固定され、前記リード（１１）における前記モールド樹脂（１３）から露出した部位と、前記ターミナル（３０）における前記筐体（２０）の壁部（２２）から前記収納空間内に突出した突出部位（３１）との電気的な接続部位（３１ａ）が、前記ポッティング剤（４０）によって被覆された半導体装置であって、
前記突出部位（３１）は、前記底部（２１）の上方に位置し、
前記接続部位（３１ａ）に印加される応力を低減すべく、前記底部（２１）と前記突出部位（３１）との間に、前記ポッティング剤（４０）よりもヤング率が低い材料から成る低応力部（５０）が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記底部（２１）と前記突出部位（３１）における前記リード（１１）との電気的な接続部位（３１ａ）との間に、前記低応力部（５０）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記モールド樹脂（１３）と前記突出部位（３１）との間に、前記低応力部（５０）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記底部（２１）と前記ターミナル（３０）における前記リード（１１）との電気的な接続部位（３１ａ）との間、及び、前記モールド樹脂（１３）と前記ターミナル（３０）との間に、前記低応力部（５０）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記突出部位（３１）と電気的に接続された電子部品（６０）が、前記ポッティング剤（４０）を介して前記筐体（２０）に固定されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記突出部位（３１）と電気的に接続された電子部品（６０）が、前記壁部（２２）から前記収納空間内に突出した突出部（２２ａ）に、前記ポッティング剤（４０）を介して固定され、
前記突出部位（３１）と前記電子部品（６０）との電気的な接続部位（３１ｂ）が、前記ポッティング剤（４０）によって被覆されており、
前記突出部（２２ａ）と前記底部（２１）との間に前記低応力部（５０）が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記底部（２１）と前記突出部位（３１）における前記電子部品（６０）との電気的な接続部位（３１ｂ）との間に前記低応力部（５０）が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記低応力部（５０）は、前記筐体（２０）とは別体であり、前記筐体（２０）に固定されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記筐体（２０）の底部（２１）は、金属材料から成り、
前記筐体（２０）の壁部（２２）は、樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールドＩＣが筐体の底部内面に固定され、モールドＩＣのリードと、筐体に固定されたターミナルとが電気的に接続され、ターミナルにおけるリードとの電気的な接続部位が、筐体の内部に充填されたポッティング剤によって被覆された半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、モールド樹脂によってモールドされたモールド点火回路が、コネクタハウジングに固定され、モールド樹脂から露出したリードフレームと、コネクタハウジングにインサートされたターミナルとが電気的に接続され、ポッティング樹脂によって、モールド点火回路とコネクタハウジングとが一体化された点火装置が提案されている。
【０００３】
この点火装置では、ポッティング樹脂の一部とモールド点火回路との間に応力緩衝部材が介在され、線膨張係数差に起因する熱応力が、モールド点火回路に印加されることが抑制された構成となっている。なお、応力緩衝部材の一部は、上記したターミナルが担っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３１７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に示される点火装置では、リードフレームとターミナルとの電気的な接続部位がポッティング樹脂によって被覆されている。そのため、この電気的な接続部位に、線膨張係数差に起因する熱応力が印加され、電気的な接続不良が生じる虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電気的な接続不良が生じることが抑制された半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、リード（１１）の一部とチップ（１２）の全てとがモールド樹脂（１３）に被覆されて成るモールドＩＣ（１０）と、該モールドＩＣ（１０）の収納空間が、底部（２１）と、該底部（２１）を囲む壁部（２２）とによって構成された筐体（２０）と、筐体（２０）の収納空間と外部とを電気的に接続するターミナル（３０）と、収納空間の一部を充填するポッティング剤（４０）と、を有し、モールドＩＣ（１０）のモールド樹脂（１３）が筐体（２０）の底部（２１）内面に固定され、リード（１１）におけるモールド樹脂（１３）から露出した部位と、ターミナル（３０）における筐体（２０）の壁部（２２）から収納空間内に突出した突出部位（３１）との電気的な接続部位（３１ａ）が、ポッティング剤（４０）によって被覆された半導体装置であって、突出部位（３１）は、底部（２１）の上方に位置し、接続部位（３１ａ）に印加される応力を低減すべく、底部（２１）と突出部位（３１）との間に、ポッティング剤（４０）よりもヤング率が低い材料から成る低応力部（５０）が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
このように本発明によれば、突出部位（３１）（ターミナル（３０））におけるリード（１１）との電気的な接続部位（３１ａ）が、筐体（２０）の収納空間の一部を充填するポッティング剤（４０）によって被覆されている。この構成だけであれば、線膨張係数差に起因する熱応力が、上記した接続部位（３１ａ）に印加されることとなる。
【０００９】
しかしながら、本発明では、上記構成に加えて、底部（２１）と突出部位（３１）との間に、ポッティング剤（４０）よりもヤング率の低い材料から成る低応力部（５０）が設けられている。これによれば、突出部位（３１）と底部（２１）との間に充填されるポッティング剤（４０）の充填量が低減される。そして、低応力部（５０）が、ポッティング剤（４０）よりもヤング率が低い材料から成るため、低応力部（５０）がポッティング剤（４０）よりも軟らかいので、接続部位（３１ａ）に伝達される熱応力の値が小さくなる。したがって、熱応力によって、モールドＩＣ（１０）とターミナル（３０）とに電気的な接続不良が生じることが抑制される。
【００１０】
請求項２に記載のように、底部（２１）と突出部位（３１）におけるリード（１１）との電気的な接続部位（３１ａ）との間に、低応力部（５０）が設けられた構成が好適である。これによれば、突出部位（３１）におけるリード（１１）との電気的な接続部位（３１ａ）と底部（２１）との間以外に、低応力部（５０）が設けられた構成と比べて、接続部位（３１ａ）に印加される熱応力が小さくなる。
【００１４】
請求項３に記載のように、モールド樹脂（１３）と突出部位（３１）との間に、低応力部（５０）が設けられた構成が良い。これによれば、突出部位（３１）に印加される熱応力が低減されるので、突出部位（３１）に印加された熱応力によって、突出部位（３１）におけるリード（１１）との電気的な接続部位（３１ａ）に、電気的な接続不良が生じることが抑制される。
【００１７】
請求項４に記載の発明の作用効果は、請求項２及び請求項３に記載の発明の作用効果と同等なので、その記載を省略する。
【００１８】
請求項５に記載のように、突出部位（３１）と電気的に接続された電子部品（６０）が、ポッティング剤（４０）を介して筐体（２０）に固定された構成が良い。これによれば、電子部品（６０）が、接着剤などの固定部材を介して、筐体（２０）に固定された構成と比べて、部品点数を減らすことができるとともに、半導体装置の製造が簡素化される。
【００１９】
請求項６に記載のように、突出部位（３１）と電気的に接続された電子部品（６０）が、壁部（２２）から収納空間内に突出した突出部（２２ａ）に、ポッティング剤（４０）を介して固定され、突出部位（３１）と電子部品（６０）との電気的な接続部位（３１ｂ）が、ポッティング剤（４０）によって被覆されており、突出部（２２ａ）と底部（２１）との間に低応力部（５０）が設けられた構成が好ましい。これによれば、熱応力が、突出部（２２ａ）を介して電子部品（６０）に印加されることが抑制されるので、電子部品（６０）と突出部位（３１）との電気的な接続部位（３１ｂ）に、電気的な接続不良が生じることが抑制される。
【００２０】
請求項７に記載のように、底部（２１）と突出部位（３１）における電子部品（６０）との電気的な接続部位（３１ｂ）との間に低応力部（５０）が設けられた構成が好適である。これによれば、突出部位（３１）における電子部品（６０）との電気的な接続部位（３１ｂ）と底部（２１）との間以外に、低応力部（５０）が設けられた構成と比べて、接続部位（３１ｂ）に印加される熱応力が小さくなる。
【００２１】
請求項８に記載のように、低応力部（５０）は、筐体（２０）とは別体であり、筐体（２０）に固定された構成が良い。これによれば、低応力部（５０）が筐体（２０）の一部である構成とは異なり、低応力部（５０）の構成材料を、筐体（２０）の構成材料に依らずに決定することができる。
【００２２】
請求項９に記載のように、筐体（２０）の底部（２１）は、金属材料から成り、筐体（２０）の壁部（２２）は、樹脂材料から成る構成を採用することができる。これによれば、モールドＩＣ（１０）で生じた熱を、底部（２１）を介して外部に逃がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す上面図である。
【図２】半導体装置の概略構成を説明するための断面図である。
【図３】半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図４】半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図５】半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図６】半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図７】第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図９】半導体装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す上面図である。図２は、半導体装置の概略構成を説明するための断面図である。なお、煩雑と成ることを避けるために、図１では、後述する蓋部２３、ポッティング剤４０、低応力部５０を省略し、図２では、電子部品６０を省略している。
【００２５】
半導体装置１００は、要部として、モールドＩＣ１０と、筐体２０と、ターミナル３０と、ポッティング剤４０と、低応力部５０と、電子部品６０と、を有する。図１及び図２に示すように、筐体２０によって構成される収納空間内に、モールドＩＣ１０と、電子部品６０とが収納され、それぞれ、筐体２０に固定されたターミナル３０と電気的に接続されている。また、筐体２０内は、ポッティング剤４０によって満たされており、ターミナル３０におけるモールドＩＣ１０との電気的な接続部位３１ａ、及び、ターミナル３０における電子部品６０との電気的な接続部位３１ｂそれぞれが、ポッティング剤４０によって被覆保護され、電子部品６０が、ポッティング剤４０によって筐体２０に固定されている。
【００２６】
モールドＩＣ１０は、リード１１の一部とチップ１２の全てとがモールド樹脂１３に被覆されて成る。図２に示すように、モールドＩＣ１０は、筐体２０の底部２１に接着剤（図示略）を介して固定されており、リード１１におけるモールド樹脂１３から露出した部位が、ターミナル３０と電気的に接続されている。
【００２７】
筐体２０は、底部２１と、底部２１を囲む壁部２２とによって収納空間を構成するものである。本実施形態に係る筐体２０は、収納空間を閉塞する蓋部２３を有している。底部２１は、線膨張係数が１７ｐｐｍ／℃、ヤング率が１２９０００ＭＰａ程度の金属材料から成り、壁部２２及び蓋部２３は、線膨張係数が３０ｐｐｍ／℃、ヤング率が５０００ＭＰａ程度の樹脂材料から成る。
【００２８】
ターミナル３０は、筐体２０の収納空間と外部とを電気的に接続するものであり、壁部２２に一部が埋設されている。図１に示すように、ターミナル３０における収納空間内に突出した部位（以下、突出部位３１と示す）が、モールドＩＣ１０のリード１１や、電子部品６０のリード６１と電気的に接続されている。そして、突出部位３１におけるリード１１，６１との電気的な接続部位３１ａ，３１ｂは、ポッティング剤４０によって被覆されている。
【００２９】
ポッティング剤４０は、収納空間の一部を充填するものである。本実施形態に係るポッティング剤４０は、線膨張係数が１００ｐｐｍ／℃より大きく、ヤング率が０．１ＭＰａより大きい樹脂であり、筐体２０の構成要素２１〜２３を成す材料よりも線膨張係数が大きくなっている。図２に示すように、リード１１の一部、突出部位３１、低応力部５０それぞれがポッティング剤４０によって被覆されており、図２には図示しないが、電子部品６０の少なくとも一部、接続部位３１ｂそれぞれがポッティング剤４０によって被覆されている。これにより、接続部位３１ａ，３１ｂが、ポッティング剤４０によって被覆保護され、電子部品６０が、ポッティング剤４０によって筐体２０に被覆固定されている。
【００３０】
低応力部５０は、ポッティング剤４０よりも線膨張係数及びヤング率の少なくとも一方が低い材料から成るものである。本実施形態に係る低応力部５０は、ポッティング剤４０よりもヤング率が低いシリコーンゲルから成る。図２に示すように、低応力部５０は、ターミナル３０の突出部位３１と底部２１との間に設けられており、底部２１の内面に濡れ広がっている。そして、低応力部５０によって、モールドＩＣ１０のモールド樹脂１３の全てが被覆保護されている。
【００３１】
電子部品６０は、コイルや、電解コンデンサなどである。本実施形態に係る半導体装置１００は、具体的には、インジェクタ駆動装置であって、コイルや電解コンデンサは、昇圧の機能を果たす。電子部品６０は、リード６１を介してターミナル３０の突出部位３１と電気的に接続されている。
【００３２】
次に、本実施形態に係る半導体装置１００の作用効果を説明する。上記したように、突出部位３１におけるリード１１との電気的な接続部位３１ａが、ポッティング剤４０によって被覆されている。この構成だけであれば、線膨張係数差に起因する熱応力が、接続部位３１ａに印加されることとなる。
【００３３】
しかしながら、本実施形態では、上記構成に加えて、底部２１と突出部位３１との間に、ポッティング剤４０よりもヤング率の低い材料から成る低応力部５０が設けられている。これによれば、突出部位３１と底部２１との間に充填されるポッティング剤４０の充填量が低減される。また、低応力部５０はポッティング剤４０よりもヤング率が低いので、接続部位３１ａに伝達される熱応力の値が小さくなる。これにより、熱応力によって、リード１１（モールドＩＣ１０）とターミナル３０（突出部位３１）とに電気的な接続不良が生じることが抑制される。
【００３４】
図２に示すように、底部２１と接続部位３１ａとの間に、低応力部５０が設けられている。これによれば、底部２１と接続部位３１ａとの間以外に、低応力部５０が設けられた構成と比べて、接続部位３１ａに印加される熱応力が小さくなる。
【００３５】
低応力部５０は、筐体２０とは別体である。これによれば、低応力部５０が筐体２０の一部である構成とは異なり、低応力部５０の構成材料を、筐体２０の構成材料に依らずに決定することができる。
【００３６】
電子部品６０は、ポッティング剤４０を介して筐体２０に固定されている。これによれば、電子部品６０が、接着剤などの固定部材を介して、筐体２０に固定された構成と比べて、部品点数を減らすことができるとともに、半導体装置１００の製造が簡素化される。
【００３７】
筐体２０の底部２１は、金属材料から成る。これによれば、モールドＩＣ１０で生じた熱を、底部２１を介して外部に逃がすことができる。
【００３８】
本実施形態では、低応力部５０が、ポッティング剤４０よりもヤング率が低いシリコーンゲルから成る例を示した。しかしながら、低応力部５０としては、上記例に限定されず、例えば図３に示すように、ゲルではなく固体を採用することもできる。図３に示す低応力部５０は、底部２１と同一材料から成り、表面が絶縁体でコーティングされている。この場合、低応力部５０は、ポッティング剤４０よりも線膨張係数が低いので、熱応力の値自体が小さくなり、接続部位３１ａに伝達される熱応力の値が小さくなる。これにより、熱応力によって、リード１１（モールドＩＣ１０）とターミナル３０（突出部位３１）とに電気的な接続不良が生じることが抑制される。なお、上記例のように、低応力部５０が固体である場合、モールドＩＣ１０は、ポッティング剤４０によって被覆保護される。
【００３９】
本実施形態では、図２に示すように、モールドＩＣ１０のモールド樹脂１３の上方に、突出部位３１が位置する例を示した。しかしながら、例えば図４に示すように、底部２１の一部が上方に突出し、その突出した部位にモールドＩＣ１０が搭載されることで、モールド樹脂１３の下方にターミナル３０の突出部位３１が位置する構成を採用することもできる。
【００４０】
本実施形態では、低応力部５０が、筐体２０とは別体である例を示した。しかしながら、図５及び図６に示すように、低応力部５０が、筐体２０の一部であっても良い。これによれば、部品点数を低減することができる。図５に示す低応力部５０は、底部２１における、接続部位３１ａに向って突出する凸形状の部位であり、図６に示す低応力部５０は、壁部２２における、接続部位３１ａと底部２１との間に突出する凸形状の部位である。図５及び図６に示す構成の場合、低応力部５０は、ポッティング剤４０よりも線膨張係数が低いので、熱応力の値自体が小さくなり、接続部位３１ａに伝達される熱応力の値が小さくなる。これにより、熱応力によって、リード１１（モールドＩＣ１０）とターミナル３０（突出部位３１）とに電気的な接続不良が生じることが抑制される。図３〜図６は、半導体装置の変形例を示す断面図である。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図７に基づいて説明する。図７は、第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図であり、第１実施形態で示した図２に対応している。
【００４２】
第２実施形態に係る半導体装置１００は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００４３】
第１実施形態では、接続部位３１ａに伝達される熱応力が小さくなる構成例を示した。これに対し、本実施形態では、接続部位３１ａだけではなく、接続部位３１ｂに伝達される熱応力が小さくなることを特徴とする。
【００４４】
図７に示すように、ターミナル３０の突出部位３１がモールドＩＣ１０の上方に延設され、延設された突出部位３１の一部が、壁部２２から収納空間内に突出した突出部２２ａによって被覆されている。そして、突出部２２ａに電子部品６０が搭載され、電子部品６０が、リード６１を介して突出部位３１と電気的に接続されている。また、突出部位３１の電気的な接続部位３１ａ，３１ｂそれぞれがポッティング剤４０によって被覆保護されており、第１実施形態と同様にして、シリコーンゲルから成る低応力部５０が、底部２１の内面に濡れ広がっている。低応力部５０は、突出部位３１と底部２１との間、及び、電子部品６０と底部２１との間に設けられている。
【００４５】
このように、第２実施形態では、低応力部５０が、底部２１と突出部位３１との間だけではなく、底部２１と電子部品６０との間に設けられている。これによれば、電子部品６０と突出部位３１に印加される熱応力が小さくなるので、接続部位３１ａ，３１ｂそれぞれに伝達される熱応力の値が小さくなる。したがって、熱応力によって、リード１１（モールドＩＣ１０）とターミナル３０（突出部位３１）とに電気的な接続不良が生じることが抑制されるだけではなく、リード６１（電子部品６０）とターミナル３０（突出部位３１）とに電気的な接続不良が生じることが抑制される。
【００４６】
図７に示すように、底部２１と接続部位３１ａとの間だけではなく、底部２１と接続部位３１ｂとの間に、低応力部５０が設けられている。これによれば、底部２１と接続部位３１ｂとの間以外に、低応力部５０が設けられた構成と比べて、接続部位３１ｂに印加される熱応力が小さくなる。
【００４７】
以上が、第２実施形態の主たる効果である。第２実施形態に係る構成によって得られる、第１実施形態と同等の効果については、記載を省略する。
【００４８】
本実施形態では、低応力部５０が、シリコーンゲルから成る例を示した。しかしながら、低応力部５０としては、上記例に限定されず、例えば図８に示すように、ゲルではなく固体を採用することもできる。図３に示す低応力部５０は、壁部２２と同一材料から成る。この場合、低応力部５０は、ポッティング剤４０よりも線膨張係数及が低いので、熱応力の値自体が小さくなり、突出部２２ａと突出部位３１とを介して、接続部位３１ａ，３１ｂそれぞれに伝達される熱応力の値が小さくなる。これにより、熱応力によって、モールドＩＣ１０と突出部位３１との電気的な接続、及び、電子部品６０と突出部位３１との電気的な接続に不良が生じることが抑制される。なお、上記例のように、低応力部５０が固体の場合、モールドＩＣ１０が、ポッティング剤４０によって被覆保護される。
【００４９】
本実施形態では、低応力部５０が、筐体２０とは別体である例を示した。しかしながら、図９に示すように、低応力部５０が、壁部２２の一部でも良い。図９に示す例では、低応力部５０は、壁部２２における突出部位３１とモールド樹脂１３との間に突出する凸形状の部位である。この場合、低応力部５０は、ポッティング剤４０よりも線膨張係数及が低いので、熱応力の値自体が小さくなり、接続部位３１ａに伝達される熱応力の値が小さくなる。これにより、熱応力によって、モールドＩＣ１０と突出部位３１との電気的な接続、及び、電子部品６０と突出部位３１との電気的な接続に不良が生じることが抑制される。図８及び図９は、半導体装置の変形例を示す断面図である。
【００５０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５１】
各実施形態では、ポッティング剤４０は、線膨張係数が１００ｐｐｍ／℃より大きく、ヤング率が０．１ＭＰａより大きい樹脂である例を示した。しかしながら、ポッティング剤４０としては、上記例に限定されず、筐体２０の底部２１と壁部２２、及び、低応力部５０それぞれを成す材料よりも、線膨張係数及びヤング率の少なくとも一方が高い材料から成るものであれば適宜採用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０・・・モールドＩＣ
２０・・・筐体
３０・・・ターミナル
３１・・・突出部位
３１ａ，３１ｂ・・・接続部位
４０・・・ポッティング剤
５０・・・低応力部
６０・・・電子部品
１００・・・半導体装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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