(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基板より成り、前記金属基板に発生した打ち抜きバリを持つ表面に、絶縁処理された導電電極がパターニングされて前記表面に形成された混成集積回路基板と、前記導電電極と電気的に接続された回路素子と、熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シートが設けられたペレットを溶融硬化することで、前記混成集積回路基板の実質全域を封止した樹脂封止体とを有する混成集積回路装置であり、
前記混成集積回路基板上の周囲には、前記補強用シートを支持する支持手段が前記混成集積回路基板上に高さを揃えて設けられ、前記打ち抜きバリにより前記樹脂の流れが止められていることを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項２】
前記支持手段は、前記混成集積回路基板に実装された電子部品、金属細線または金属ブロックである請求項１に記載の混成集積回路装置。
【請求項３】
導電電極がパターニングされてその表面に形成された混成集積回路基板と、前記導電電極と電気的に接続された回路素子と、熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シートが設けられたペレットを溶融硬化することで、前記混成集積回路基板の実質全域を封止した樹脂封止体とを有する混成集積回路装置であり、
前記混成集積回路基板周囲の前記導電電極には、金属細線がループを描いて設けられ、前記金属細線が前記補強用シートを支持する支持手段となることを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項４】
前記混成集積回路基板の一側辺には、所定の長さで一体形成された導電電極が設けられ、前記導電電極上に前記金属細線がボンディング接続される請求項３に記載の混成集積回路装置。
【請求項５】
前記導電電極は、電源ライン、グランドラインまたはダミーラインである請求項４に記載の混成集積回路装置。
【請求項６】
前記混成集積回路基板は、金属基板より成り、前記金属基板に発生した打ち抜きバリを持つ表面に、前記バリで流れが止められる前記樹脂封止体が設けられる請求項３から請求項５のいずれかに記載の混成集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混成集積回路装置であり、特にケース材を不要とし、且つ封止された樹脂表面のフラット性を維持できる混成集積回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず一般に図５の様な混成集積回路装置があり、これは例えば特公昭６１−５５２４７号が詳しい。
【０００３】
つまり混成集積回路装置は、金属基板１と、この表面に絶縁材料２が被覆され、この上に接着されたＣｕよりなる導電パターン３、４と、この導電パターン３、４と電気的に接続された半導体素子等の回路素子５と、この導電パターンの一部であるパッド３と半田を介して固着された外部リード６と、前記回路素子５を電気的に接続する金属細線７およびこれらをモールドする樹脂８とを有している。
【０００４】
つまり放熱性が考慮されて基板１の裏面が露出されているものである。
【０００５】
製造方法として色々あるが、第１の製造方法は、まず図４に示すように回路素子３、４および外部リード６が取り付けられた金属基板を用意し、図５に示すケース材９を貼り付け、ケース材９と金属基板１で成る空間に樹脂を塗布する事で実現されていた。
【０００６】
また第２の製造方法は、図４の混成集積回路基板を用意し、これを金型にセットし、金属基板１と金型で成る空間に樹脂を注入して形成していた。
【０００７】
更に第３の製造方法は、図４の金属基板１上に直接樹脂を塗布するか、または液状の樹脂の中にディップして封止していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
第１の製造方法は、ケース材９を貼り合わせ、樹脂を注入できる空間を用意しなければ成らず、作業性が悪く、価格も高価になり、更にはパッケージサイズが大きくなり、樹脂封止体を介した放熱性が悪いという問題もあった。
【０００９】
第２の製造方法は、リード形状により金型を色々用意しなければならず、しかも薄型が難しい問題があった。
【００１０】
更に第３の製造方法は、第１、第２の製造方法と比べ、手間もかからず価格的にも下げられるが、金属基板１上に実装された回路素子の高低で、樹脂表面に凸凹が形成され、機種名の印刷性が悪い問題があった。また吸引機構の自動機でプリント基板等に実装する場合、樹脂表面の凹凸で混成集積回路装置が吸引できない問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題に鑑みて成され、第１に、熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シートが設けられたペレットを溶融硬化する事で、樹脂封止体とするものであり、混成集積回路基板周囲に、前記補強用シートを支持する支持手段を設ける事で解決するものである。
【００１２】
ペレットが溶融すると、樹脂は、混成集積回路基板の全面を覆うように軟化流動する。しかも表面には、補強シートがあるため、平坦性を維持しながら硬化できる。従って製造工程が簡略化でき、コストの低価格化が実現できると共に、印刷性や吸引性も維持できる。更には樹脂封止体の厚みを半分以下にすることもできる。
【００１３】
ところが、基板の電子部品、特に高さのある部品が基板の片側に偏って設けられると、補強用シートは傾いて、ラベル印刷ができなくなる。そのため本発明では、前記高さのある部品と同程度の高さを有する支持部材を設けて、偏りを防止し、印刷性を高めたものである。
【００１４】
第２に、支持手段として、前記混成集積回路基板に実装された回路素子、金属細線または金属ブロツクを採用することで解決するものである。
【００１５】
特に、金属細線は、任意に高さを調整でき、しかも支持点数を所望の数だけ設けられるため、フラット性を更に高めることができる。
【００１６】
第３に、混成集積回路基板周囲の前記導電電極に、ループを描いた金属細線を設け、この金属細線を支持手段とする事で解決するものである。
【００１７】
ここでは、混成集積回路基板周囲には、電源ラインやグランドライン等の幅の広い配線が設けられてあるので、これを利用することにより、別途配線を設けることなく、ループ状の金属細線を設けることができる。
【００１８】
第４に、混成集積回路基板の一方の側辺に、所定の長さで一体形成された導電電極を設け、前記導電電極上に前記金属細線をボンデイング接続する事で解決するものである。
【００１９】
前記電源ラインやグランドラインは、混成集積回路基板の側辺に沿って十分長く形成されるため、ループ状の金属細線は、一端と他端をショートすることもなく実現できる。言い方を変えれば、接続部の一端と他端を同電位にでき、また複数の金属細線を設けても全て同電位で実現できる。
【００２０】
第５に、導電電極として、電源ライン、グランドラインまたはダミーラインを採用することで解決するものである。
【００２１】
第６に、混成集積回路基板は、金属基板より成り、前記金属基板に発生した打ち抜きバリを持つ表面に、前記樹脂封止体を設ける事で解決するものである。
【００２２】
電子部品を、混成集積回路基板の打ち抜き面と対向する面に設けて、打ち抜きに生ずる突起部で樹脂の流れを止める事ができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態に於いて、その概略を図６を参照しながら説明する。
【００２４】
まず例えばプレスにより打ち抜かれた金属の混成集積回路基板１がある。この混成集積回路基板１は、Ａｌ、ＣｕやＦｅ等が考えられる。
【００２５】
ここで混成集積回路基板として金属基板を用いた理由は、樹脂硬化の際に樹脂の流れを打ち抜きバリ（突起部１３）で止めるためである。しかしこの流れが少ないものであれば、金属基板に限らずセラミック基板、プリント基板等も活用できる。
【００２６】
この混成集積回路基板１は、紙面に対して下側からプレスで上に打ち抜かれており、混成集積回路基板１底面の周辺にある角部１１は、アールを有している。また混成集積回路基板１上面の周辺にある角部１２は、実質全周辺に渡り突起部１３が設けられ、混成集積回路基板１の側面には、下側にせん断面、上側には破断面が全周に渡り設けられている。
【００２７】
この混成集積回路基板１としてＡｌを採用した場合、その表面は、陽極酸化により酸化物が形成されてもよい。
【００２８】
また混成集積回路基板１は、導電性を有するため、この上に設けられる導電路３、４との短絡を考慮し全面に絶縁性樹脂２が被着されている。
【００２９】
また導電パターン３、４は、例えばＣｕより成り、配線、ランド、ボンデイング用のパッド、外部リード用の固着パッド等として設けられ、導電ランドにはベアの半導体ＩＣやトランジスタ等のチップ（半導体素子）が設けられる。また配線間はチップコンデンサ、チップ抵抗および印刷抵抗等の部品が設けられる。これらは、全てを総称して回路素子と呼ぶ。
【００３０】
この回路素子１４が半田や銀ペースト等を介して電気的に固着され、あるいは印刷抵抗がスクリーン印刷等で形成されている。また中には、前記半導体チップと配線を電気的に接続するため、チップ上の電極とボンディング用パッドとの間には金属細線７が電気的に接続され、外部リード用の固着パッド３には半田を介して外部リード６が電気的に接続されている。この外部リード６は、構造によっては、省略されることもある。
【００３１】
またこれらＣｕのパターンは、絶縁性のフレキシブルシートに貼り合わされ、このフレキシブルシートが混成集積回路基板に貼り合わされても良い。
【００３２】
そして、混成集積回路基板１およびこの上に実装された回路素子を封止するために、本発明のポイントとなる封止用の樹脂２０が設けられている。
【００３３】
続いて製造方法を説明する。まず図４の如き混成集積回路基板１を用意する。
【００３４】
次に、図７のようにペレット２１を混成集積回路基板の上に配置する。ここでペレット２１は、補強用シート２２の上に熱硬化前の粉末状の樹脂２３が一体化されて形成されたものである。
【００３５】
補強用シート２２は、樹脂２３が熱硬化後もフラット性を保持する必要があり、エポキシ含浸のガラス繊維等が好ましい。また薄いガラス基板等でも良い。
【００３６】
この状態で、例えばヒーターの上に載置し、１５０度程度にして樹脂２３を溶融し、その後熱硬化させる。
【００３７】
この完成図が、図６である。前述した溶融樹脂は、自分自身の自重や補強シートの自重により沈み込み、同時に補強シートの端部Ｔ１、Ｔ２から混成集積回路基板１の突起部１３まで流れ出て、ダレ部２４、２５を形成する。
【００３８】
右側のダレ部２５は、突起部１３まで流れるため、混成集積回路基板１から上方に延在される上向きリードを自然に封止し、補強する。但し、ここでは上向きリードで示したが、これに限定されるものではない。
【００３９】
また上向きリード部２６の上方まで封止するためには、図７に於いて、ペレット２１の側面と上向きリード部２６とを当接させた方がよい。つまり補強シート２２の端部Ｔ２に近づくにつれて、リードを覆う厚さが増すためである。
【００４０】
以上の説明で完成された混成集積回路装置を図８に示す。補強シート２２がフラット性を有するため、図示の如く印刷性が向上し、機種名等を載せることができる。しかもフラット性を有することから、補強シートに自動機の吸引部を当てて、吸引が可能となり、例えばプリント基板等に自動実装が可能となる。
【００４１】
以上の説明では、基板１として金属基板で説明したが、セラミック基板、ガラス基板、プリント基板およびフレキシブル基板等でも良い。
【００４２】
本混成集積回路装置は、例えば放熱性を要求されるものに最適である。
【００４３】
例えば従来型のケース材を用いたパッケージは、ヒートシンクＨＳの上に半導体チップ５を実装し、金属細線７で接続したものであるが、金属細線７のループ頂部が一番高くなる。例えばヒートシンクＨＳとして０．５ｍｍ厚を採用し、この上に半導体チップを実装すると前記頂部は、金属基板表面から約２ｍｍに成る。
【００４４】
そしてこの高さのバラツキによるマージン、ケース材の厚み１ｍｍを考慮すると、基板表面からケース材表面までの厚みは、約５ｍｍ〜６ｍｍに成る。これを放熱板が取り付けられていない自立型のパッケージとして採用し、機器に実装されるプリント基板に取り付けた場合、他のパッケージも取り付けてあるので、パッケージ間の空間が狭くなり、空気の流れが抑えられ、放熱性が低下する。従って本装置は、温度上昇を招くばかりか、本装置に実装される半導体チップの電流容量もその分取れなくなってしまう。つまりパッケージは、できる限り薄い必要がある。
【００４５】
本発明では、補強シート２２を前記金属細線の頂部に当接させる事で薄くしている。この頂部までの高さ２ｍｍに補強用シートの厚み（約２００μｍ）が加わっても、だいたい２ｍｍの厚みとなる。従って、樹脂封止体の厚みは、５〜６ｍｍから約２ｍｍとなる。よって、樹脂封止体の厚みが半分以下となり、前記空気の流れも良くなるばかりか、樹脂が薄いため、樹脂を介した放熱も良好となる。従って、本装置の半導体チップの電流容量をその分大きく取れる。または本装置のプリント基板への実装密度を高めることができる。
【００４６】
一方、図７のように、一方には、金属細線７の頂部が設けられ、他方には高さの低い回路素子１４等が設けられると、高さに偏りが発生し、前記補強用シートが傾いて、ラベル印刷ができなくなる問題がある。
【００４７】
例えばヒートシンクＨＳは、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の厚みのタイプのものが複数ある。例えば３ｍｍを採用すると、この上に固着される半導体チップ５およびワイヤーループの高さも加味して、金属基板混成集積回路基板表面からループ頂まで約５ｍｍの高さとなる。
【００４８】
従ってこのヒートシンクを採用した半導体チップ５が混成集積回路基板の一側辺近傍に、また他側辺近傍には何も実装されない状態から、他の回路素子（約２ｍｍ等）が実装される場合があり、その高低差は、５ｍｍ〜３ｍｍとなりラベル印刷が難しくなる問題が発生する。
【００４９】
本発明は、この補強用シート２２の傾きを無くすため、支持部材ＳＭを用いることに更なる特徴を有する。例えば図１では、金属細線７とチップコンデンサＳＭ１が支持部材となる。また図２では金属細線７と金属細線ＳＭ２である。また図では省略したが、金属ブロツクでも良い。
【００５０】
金属細線の線径は、３０μｍ〜５００μｍ程度であり、間には、４０、６０、８０、１００、１５０、２００、３００，４００μｍ等のものが採用されている。理論上は、頂部までの高さはいくらでも可能である。しかし一方のボンデイング部から他方のボンデイング部までの長さは、３０μｍφでは、０．８〜３ｍｍ程度が限度であり、５００μｍでは、３ｍｍ〜１０ｍｍ程度が限度である。従って、ループ高さも自ずと決まり、だいたい１〜７ｍｍ程度である。
【００５１】
前述したように、３ｍｍ厚のヒートシンクＨＳを採用すると、全体の高さとして６ｍｍ前後になるため、金属細線を支持部材にできる事がわかる。
【００５２】
一方、金属ブロックは、金属細線の様に高さ制限がないため、支持部材として７ｍｍ以上のものが実現できる。またチップコンデンサやチップ抵抗等では、部品自体の高さ制限があり、およそ３ｍｍ前後である。
【００５３】
続いて、図３を参照しながら、金属細線７を支持部材とした応用例を説明する。また符号は、前実施の形態と同じ符号を採用した。上の図は、樹脂封止体を設ける前の混成集積回路基板であり、下の図は、樹脂封止体を設け、上の図の右側辺から見た図である。右側にリード端子３から延在されている配線５０は、電源ラインまたはグランドラインであり、この配線５０は、上の側辺から下の側辺まで長く延在され、幅も他の配線から比べれば格段に太い。従って、ボンディングがし易く、且つこの領域内に金属細線７Ａの一端と他端が複数対でボンデングできる。
【００５４】
短い配線では、ボンデイング長に依っては、複数対ボンデイングできず、他の配線をボンディングパッドとして活用すれば、回路と回路を短絡する恐れがあり、実現不可能となるからである。
【００５５】
一方、左の配線ＤＬは、ダミー配線である。仮に電源ライン等の幅が広く、長さのある配線が設けられていない場合は、空きスペースを設けるか、空きスペースに、前記ダミー配線ＤＬを設け、ここに金属細線７Ｂを複数対打てばよい。
【００５６】
ここで金属細線７Ａ、７Ｂは、合計で少なくとも３本設ければ、前記補強用シート２２は、平坦性を維持できる。ここでは、更なる安定性を考慮し、４本の金属細線を設けた。
【００５７】
ここでは、一方に電源ライン（グランドライン）、他方にダミー配線を設けたが、両側共に電源ライン（グランドライン）、またダミー配線でよい。
【００５８】
前述したように、金属細線の径、長さ、ボンデイング操作により、約１〜７ｍｍ程度の高さを実現でき、しかもこれらの条件を同じにすれば全ての支持部材の高さを同じにできるため、補強用シートを金属細線に当接させる事で、補強用シートのフラット性が維持できると同時に、パッケージ自体の厚みも薄くすることができる。ここでフラット性とは、５００μｍ程度の差はフラット性があるとする。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、基板の電子部品、特に高さのある部品が基板の片側に偏って設けられると、補強用シートは傾いて、ラベル印刷ができなくなる。本発明は、前記高さのある部品と同程度の高さを有する支持部材を設けることで、偏りを防止でき、印刷性の向上が実現された。
【００６０】
特に、金属細線は、任意に高さを調整でき、しかも支持点を所望の数だけ設けられるため、フラット性を更に高めることができた。
【００６１】
また混成集積回路基板周囲には、電源ラインやグランドライン等の幅が広く、長さのある配線が設けられてあるので、これを利用することにより、別途配線を設けることなく、ループ状の金属細線を設けることができた。しかも複数対形成でき、補強用シートを傾けることなく配置できた。
【００６２】
以上、パッケージの厚みを従来の半分以下にでき、樹脂封止体から外部雰囲気への放熱性が高められ、半導体チップ自身の電流容量を高めることができ、同時に、その表面のラベル印刷性も向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である混成集積回路装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態である混成集積回路装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態である混成集積回路装置の図である。
【図４】混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の混成集積回路装置を説明する図である。
【図７】図６の溶融前の図である。
【図８】本発明の混成集積回路装置を説明する図である。
【符号の説明】
１                                  混成集積回路基板
１３                      突起部
２２                      補強用シート
２３                      樹脂
２４                      外部リード
ＳＭ１、ＳＭ２            支持部材
【図１】
0003604952.tif 000002
【図２】
0003604952.tif 000003
【図３】
0003604952.tif 000004
【図４】
0003604952.tif 000005
【図５】
0003604952.tif 000006
【図６】
0003604952.tif 000007
【図７】
0003604952.tif 000008
【図８】
0003604952.tif 000009