(57)【要約】【課題】  封止樹脂１４の硬化収縮による混成集積回路装置１０の反りを抑止する。【解決手段】  混成集積回路装置１０は、回路基板１１の表面に設けられた導電パターン１３と、導電パターン１３に固着された回路素子１４と、回路素子１４と導電パターンとを電気的に接続する金属細線１５と、導電パターン１３と接続されて出力または入力となり外部に延在されるリード１６と、回路基板１１の少なくとも裏面を露出させてトランスファーモールドにより被覆する熱硬化性樹脂から成る封止樹脂１４とを備える。ここで、封止樹脂１４の熱膨張係数を回路基板１１の熱膨張係数よりも小さく設定することで、アフターキュアの工程に於ける回路基板１１の反りを防止できる。【選択図】  図２
2006100752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の表面に設けられた導電パターンと、
前記導電パターンに電気的に接続された回路素子と、
少なくとも前記回路基板の表面を被覆して前記回路素子を封止する封止樹脂とを具備する回路装置に於いて、
前記封止樹脂の熱膨張係数を、フィラーが入った状態で、前記回路基板の熱膨張係数よりも小さくすることを特徴とする回路装置。
【請求項２】
前記回路基板の裏面は、前記封止樹脂から露出することを特徴とする請求項１記載の回路装置。
【請求項３】
前記封止樹脂は、トランスファーモールドにより形成されることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
【請求項４】
前記回路基板は、アルミニウムから成る基板であり、
前記封止樹脂の熱膨張係数は、フィラーが入った状態で１５×１０−６／℃から２３×１０−６／℃までの範囲であることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
【請求項５】
前記回路素子は、鉛フリー半田を介して前記導電パターンに固着されることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
【請求項６】
導電パターンおよび回路素子から成る電気回路を回路基板の表面に形成する工程と、
前記回路素子が被覆されるように少なくとも前記回路基板の表面をフィラー入り封止樹脂で被覆する工程とを具備し、
前記回路基板よりも熱膨張係数の小さい前記封止樹脂を用いることを特徴とする回路装置の製造方法。
【請求項７】
導電パターンおよび回路素子から成る電気回路を回路基板の表面に形成する工程と、
前記回路素子が被覆されるように少なくとも前記回路基板の表面をフィラー入り封止樹脂で被覆する工程と、
前記封止樹脂を加熱することにより、前記回路基板が裏面の方向に湾曲した状態で、前記封止樹脂を硬化させる工程と、
前記回路基板の湾曲を低減させた状態で、前記封止樹脂または前記回路基板の裏面を、放熱体の表面に当接させる工程とを具備することを特徴とする回路装置の製造方法。
【請求項８】
前記封止樹脂は、トランスファーモールドにより形成される熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項６または請求項７記載の回路装置の製造方法。
【請求項９】
前記封止樹脂の熱膨張係数を、前記回路基板よりも小さくすることを特徴とする請求項６または請求項７記載の回路装置の製造方法。
【請求項１０】
前記回路基板はアルミニウムから成り、
前記封止樹脂の熱膨張係数を、１５×１０−６／℃から２３×１０−６／℃の範囲にすることを特徴とする請求項６または請求項７記載の回路装置の製造方法。
【請求項１１】
銅を主材料とする導電パターンが形成されたアルミニウムまたは銅の基板を用意し、
前記基板に回路素子を実装し、
前記基板の少なくとも表面を実質カバーするように、樹脂をトランスファーモールドして製造する回路装置の製造方法であり、
前記モールド時の前記樹脂の硬化収縮が抑制され、硬化した後の基板裏面が若干下に凸に成るように、フィラーが混入された樹脂の熱膨張係数が１５×１０−６／℃から２３×１０−６／℃の範囲で選択することを特徴とした回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路装置およびその製造方法に関し、特に、封止樹脂の熱硬化による基板の反りが低減された回路装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７を参照して、従来の混成集積回路装置１００の構成を説明する。
【０００３】
図７（Ａ）を参照して、従来の混成集積回路装置１００Ａの構成を説明する。矩形の基板１０１の表面には、絶縁層１０２を介して導電パターン１０３が形成されている。そして、導電パターン１０３の所望の箇所に回路素子が固着されることで、所定の電気回路が形成される。ここでは、回路素子として半導体素子１０５Ａおよびチップ素子１０５Ｂが、導電パターン１０３に接続されている。半導体素子１０５Ａの裏面は、半田等の接合材１０６を介して導電パターン１０３に固着されている。チップ素子１０５Ｂの両端の電極は、接合材１０６を介して導電パターン１０３に固着されている。リード１０４は、基板１０１の周辺部に形成された導電パターン１０３に接続され、外部端子として機能している。
【０００４】
しかしながら、上述した混成集積回路装置１００Ａでは、温度変化による応力により、接合材１０６にクラックが入る問題があった。チップ素子１０５Ｂを例にこの問題を説明すると、アルミニウムを基板１０１の材料とした場合、基板１０１の熱膨張係数は、２３×１０−６／℃である。それに対して、チップ素子１０５の熱膨張係数は小さい。具体的には、チップ抵抗の熱膨張係数は７×１０−６／℃であり、チップコンデンサの熱膨張係数は、１０×１０−６／℃である。従って、チップ素子１０５Ｂと基板１０１との熱膨張係数が大きく相違するために、温度変化の際には、両者を結合する接合材１０６に大きな応力が作用する。従って、接合材１０６にクラックが発生して、接続不良の問題が起こる。
【０００５】
図７（Ｂ）を参照して、接合材１０６のクラックを抑止する構造を説明する（下記特許文献１を参照）。ここでは、チップ素子１０５Ｂおよび接合材１０６が被覆樹脂１０８により被覆されている。ここで、被覆樹脂１０８の熱膨張係数は、アルミから成る基板１０１の熱膨張係数（２３×１０−６／℃）とほぼ等しくなっている。このことにより、熱膨張係数の小さいチップ素子１０５Ｂが、アルミニウム基板１０１と実質熱膨張係数が等しい被覆樹脂１０８により囲まれることで、温度変化の際に接合材１０６に加わる応力を低減させることができる。
【０００６】
図７（Ｃ）に示す混成集積回路装置１００Ｃでは、基板１０１に近似した熱膨張係数を有する封止樹脂１０９により、基板１０１の表面および側面を全面的に被覆している。ここで、封止樹脂１０９はトランスファーモールドにより形成される。
【特許文献１】特開平５−１０２６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、基板１０１に近似した熱膨張係数の封止樹脂１０９を用いて、基板１０１の表面を全面的に封止した場合、封止樹脂１０９の硬化収縮により、基板１０１が反る問題が発生する。これは、封止樹脂１０９の熱膨張係数を大きくすると、熱硬化時の硬化収縮の量も大きくなることが原因である。特に、基板１０１の平面的な大きさが６ｃｍ×４ｃｍ程度以上に大きい場合、この反りの問題が顕著に発生する。更に、図７（Ｃ）に示すように、基板１０１の裏面が封止樹脂１０９から露出する場合は、基板１０１の上方に大きな収縮応力が作用するので、基板１０１に対して強い曲げ応力が作用する。また、装置全体が大きく反ることにより、放熱フィン等の放熱体に装置を当接させることができない問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回路装置では、回路基板の表面に設けられた導電パターンと、前記導電パターンに電気的に接続された回路素子と、少なくとも前記回路基板の表面を被覆して前記回路素子を封止する封止樹脂とを具備する回路装置に於いて、前記封止樹脂の熱膨張係数を、フィラーが入った状態で、前記回路基板の熱膨張係数よりも小さくすることを特徴とする。
【０００９】
更に本発明の回路装置では、前記回路基板の裏面は、前記封止樹脂から露出することを特徴とする。
【００１０】
更に本発明の回路装置では、前記封止樹脂は、トランスファーモールドにより形成されることを特徴とする。
【００１１】
更に本発明の回路装置では、前記回路基板は、アルミニウムから成る基板であり、前記封止樹脂の熱膨張係数は、フィラーが入った状態で１５×１０−６／℃から２３×１０−６／℃までの範囲であることを特徴とする。
【００１２】
更に本発明の回路装置では、前記回路素子は、鉛フリー半田を介して前記導電パターンに固着されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の回路装置の製造方法は、導電パターンおよび回路素子から成る電気回路を回路基板の表面に形成する工程と、前記回路素子が被覆されるように少なくとも前記回路基板の表面をフィラー入り封止樹脂で被覆する工程とを具備し、前記回路基板よりも熱膨張係数の小さい前記封止樹脂を用いることを特徴とする。
【００１４】
更に本発明の回路装置の製造方法は、導電パターンおよび回路素子から成る電気回路を回路基板の表面に形成する工程と、前記回路素子が被覆されるように少なくとも前記回路基板の表面をフィラー入り封止樹脂で被覆する工程と、前記封止樹脂を加熱することにより、前記回路基板が裏面の方向に湾曲した状態で、前記封止樹脂を硬化させる工程と、前記回路基板の湾曲を低減させた状態で、前記封止樹脂または前記回路基板の裏面を、放熱体の表面に当接させる工程とを具備することを特徴とする。
【００１５】
更に本発明の回路装置の製造方法では、前記封止樹脂は、トランスファーモールドにより形成される熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
【００１６】
更に本発明の回路装置の製造方法では、前記封止樹脂の熱膨張係数を、前記回路基板よりも小さくすることを特徴とする。
【００１７】
更に本発明の回路装置の製造方法では、前記回路基板はアルミニウムから成り、前記封止樹脂の熱膨張係数を、１５×１０−６／℃から２３×１０−６／℃の範囲にすることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明の回路装置の製造方法は、銅を主材料とする導電パターンが形成されたアルミニウムまたは銅の基板を用意し、前記基板に回路素子を実装し、前記基板の少なくとも表面を実質カバーするように、樹脂をトランスファーモールドして製造する回路装置の製造方法であり、前記モールド時の前記樹脂の硬化収縮が抑制され、硬化した後の基板裏面が若干下に凸に成るように、フィラーが混入された樹脂の熱膨張係数が１５×１０−６／℃から２３×１０−６／℃の範囲で選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
一般に、応力を考える場合、液状または流動状の封止樹脂が硬化して固体になる場合の収縮と、硬化後の樹脂の熱による膨張収縮は、別に考える必要がある。
【００２０】
図７（Ｂ）の様に、硬化した後は、基板１０１と被覆樹脂１０８は、実質熱膨張係数が等しいことが好ましい。つまり樹脂自体は、常に圧縮力が半田に加わり、また基板の伸び縮みと封止樹脂の伸び縮みが一致するため、半田に応力が加わりにくい。また液状または流動状の封止樹脂が図７Ｂの様に、部分的に塗布されて硬化して固体になる場合、この収縮力に対して、十分に基板が強いため、反りの問題は考える必要が無かった。
【００２１】
しかし図７Ｃの様に、被覆される樹脂の量（体積）が多くなればなるほど、液状または流動状の封止樹脂の硬化収縮は、大きくなる。そしてこの収縮力が大きいために、基板の反りが発生する。
【００２２】
この反りを抑止するために、本願では、樹脂の熱膨張係数は、実質アルミニウム基板と同じ材料を選択し、収縮を抑止するために、フィラーを約８０％程度混入させている。このフィラーは、もともと固体であり、硬化収縮が無いため、封止樹脂全体の硬化時の収縮が小さくなる。そして硬化後のフィラー入り樹脂で考えると、熱膨張係数が約１５×１０−６／℃から２３×１０−６／℃の範囲であることが好ましい。
【００２３】
つまり、硬化時の収縮を抑止するには、フィラーを入れればよく、また硬化後のフィラー入り封止樹脂の熱膨張係数ができる限り、アルミ基板に近いことが好ましいが、硬化収縮分を考慮すると、アルミより若干熱膨張係数が小さいほうが基板の膨張収縮とのバランスがとれる。
【００２４】
回路基板よりも若干熱膨張係数が小さいフィラー入りの封止樹脂を用いるので、封止樹脂を形成する際に生じる硬化収縮を低減させることができる。従って、封止樹脂の硬化収縮による剥離等を防止することができる。更に、装置全体の反りも抑制されている。
【００２５】
更に、本発明の回路装置の製造方法によれば、封止樹脂の硬化収縮により回路基板を裏面方向に若干湾曲させ、封止樹脂または回路基板を放熱体に当接させることにより、封止樹脂または回路基板の裏面を、放熱体に密着させることができ、放熱性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜混成集積回路装置１０の構成＞
図１を参照して、本発明の混成集積回路装置１０の構成を説明する。先ず、矩形の回路基板１１の表面には、絶縁層１８が形成されている。そして、所定の形状の導電パターン１３が、絶縁層１８の表面に形成されている。更に、導電パターン１３の所定の箇所には、半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂが電気的に接続されている。回路基板１１の表面に形成された導電パターン１３、半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂは、封止樹脂１４により被覆されている。
【００２７】
回路基板１１は、アルミニウムや銅等の金属から成る基板である。回路基板１１の材料としてアルミニウムを採用した場合、回路基板１１の熱膨張係数は、２３×１０−６／℃程度である。回路基板１１の具体的な大きさは、例えば縦×横×厚さ＝６１ｍｍ×４２．５ｍｍ×１．５ｍｍ程度である。
【００２８】
回路基板１１の側面は、第１の傾斜部Ｓ１および第２の傾斜部Ｓ２からなり外部に突出している。第１の傾斜部Ｓ１は、回路基板１１の上面から連続して斜め下方に延在している。第２の傾斜部Ｓ２は、回路基板１１の下面から連続して斜め上方に延在している。この構成により、回路基板１１の側面と封止樹脂との密着を強固にすることができる。尚、回路基板１１の側面は、平坦面でも良い。
【００２９】
回路基板１１の表面および裏面には、第１の酸化膜１２Ａおよび第２の酸化膜１２Ｂが形成されている。
【００３０】
第１の酸化膜１２Ａは、回路基板１１の表面全域を覆うように形成されている。具体的には、第１の酸化膜１２Ａの組成式はＡｌ２Ｏ３であり、厚みは１μｍから５μｍの範囲である。回路基板１１の表面に第１の酸化膜１２Ａを形成することにより、絶縁層１８の密着性を向上させることができる。本形態では、第１の酸化膜１２Ａが非常に薄く形成される。従って、半導体素子１５Ａ等から発生した熱を、効率よく外部に放出することができる。また、第１の酸化膜１２Ａの厚みは、絶縁層１８と回路基板１１との密着性が確保できれば、１μｍ以下でも良い。
【００３１】
第２の酸化膜１２Ｂは、回路基板１１の裏面全域を覆うように形成されている。第２の酸化膜１２Ｂは、第１の酸化膜１２Ａと同様にＡｌ２Ｏ３から成り、厚みは７μｍから１３μｍ程度の範囲である。第２の酸化膜１２Ｂは、各製造工程にて、回路基板１１の裏面を機械的に保護する役割を有する。更に、第２の酸化膜１２Ｂは、ウェットエッチングにより導電パターン１３をパターニングする工程にて、回路基板１１の裏面をエッチャントから保護する役割を有する。従って、第２の酸化膜１２Ｂは、第１の酸化膜１２Ａよりも厚く形成される。また、第２の酸化膜１２Ｂを厚くすることにより、封止樹脂１４の硬化収縮による回路素子１５の反りを低減させることもできる。
【００３２】
絶縁層１８は、回路基板１１の表面全域を覆うように形成されている。絶縁層１８は、ＡＬ２Ｏ３等のフィラーが高充填されたエポキシ樹脂から成る。フィラーが充填されることにより、絶縁層１８の熱抵抗が低減されている。従って、内蔵される回路素子から発生した熱は、回路基板１１を介して良好に外部に放出される。
【００３３】
導電パターン１３は銅等の金属から成り、所定の電気回路が実現されるように絶縁層１８の表面に形成される。また、リード１６が導出する辺に、導電パターン１３からなるパッドが形成される。
【００３４】
半導体素子１５Ａおよびチップ素子１５Ｂの回路素子は、半田等の接合材を介して、導電パターン１３の所定の箇所に固着されている。半導体素子１５Ａとしては、トランジスタ、ＬＳＩチップ、ダイオード等が採用される。ここでは、半導体素子１５Ａと導電パターン１３とは、金属細線１７を介して接続される。チップ素子１５Ｂとしては、チップ抵抗やチップコンデンサ等が採用される。チップ素子１５Ｂの両端の電極は、半田等の接合材を介して導電パターン１３に固着されている。更に、チップ素子１５Ｂとしては、インダクタンス、サーミスタ、アンテナ、発振器など、両端に電極部を有する素子が採用される。更にまた、樹脂封止型のパッケージ等も、回路素子として導電パターン１３に固着することができる。
【００３５】
回路素子を接合させる接合材としては、半田または導電性ペースト等が採用される。ここで、半田としては、鉛共晶半田または鉛フリー半田を用いることができる。導電性ペーストとしては、Ａｇペースト、Ｃｕペースト等が採用される。
【００３６】
鉛フリー半田を用いて回路素子を固着する場合は、熱応力によるクラックの発生に留意する必要がある。その理由は、鉛フリー半田はヤング率が大きく、クラックが生じやすい材料であるからである。一例として、鉛共晶半田のヤング率が２５．８ＧＰａであるのに対して、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの組成を有する鉛フリー半田のヤング率は４１．６ＧＰａである。鉛フリー半田としては、具体的には、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、または、これらにＢｉやＩｎを添加した組成のものを採用することができる。
【００３７】
リード１６は、回路基板１１の周辺部に設けられたパッドに固着され、外部との入力・出力を行う働きを有する。ここでは、１つの辺に多数個のリード１６が設けられている。リード１６は回路基板１１の４辺から導出させることも可能であり、対向する２つの辺から導出させることも可能である。
【００３８】
封止樹脂１４は、熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールドにより形成される。図１（Ｂ）では、封止樹脂１４により、導電パターン１３、半導体素子１５Ａ、チップ素子１５Ｂ、金属細線１７が封止されている。そして、回路基板１１の表面および側面が封止樹脂１４により被覆されている。回路基板１１の裏面は、封止樹脂１４から外部に露出している。更に、図１（Ｃ）に示すように、裏面も含めた回路基板１１の全体が封止樹脂１４により被覆されても良い。また、熱硬化性樹脂から成る封止樹脂１４は、硬化する際に収縮するので、回路素子や半田等に圧縮応力を与え続ける。
【００３９】
本形態では、回路基板１１の熱膨張係数と実質同じ封止樹脂を選択し、この中に酸化アルミニウムフィラーを入れることにより、樹脂自体の体積を減らし、これにより樹脂の硬化時の収縮を抑制している。例えばフィラーは、約８０％混入している。
【００４０】
また、基板が両サイドでネジ等で加圧されて実装されるので、硬化後、常温で、図２Ｂの如く、若干下に凸の形状である必要がある。
【００４１】
つまりフィラー入りの封止樹脂１４の熱膨張係数を、回路基板１１の熱膨張係数よりも小さくしている。このことにより、封止樹脂１４の熱収縮による回路基板１１の反りを防止することができ、更には硬化後の基板を若干下に凸とでき、しかも実装時の熱による伸び縮みをアルミ基板にできる限り近づけているため、ロウ材等のクラックも抑止できる特徴がある。
【００４２】
背景技術の欄にて説明したように、アルミ基板を回路基板１１として採用した場合は、回路基板１１とチップ素子１５Ｂとの熱膨張係数が大きく相違する。従って、両者を接続する半田には、大きな熱応力が作用する。このことから、封止樹脂１４の熱膨張係数を、回路基板１１と同等に２３×１０−６／℃程度にすることで、熱応力を低減していた。
【００４３】
しかしながら、熱硬化性樹脂は、熱硬化する際、収縮が働く。従って、２３×１０−６／℃程度以上の熱膨張係数を有する封止樹脂１４を用いた場合、熱硬化による収縮の量が大きくなり、回路基板１１が過度に反ってしまう問題が発生する場合がある。
【００４４】
このことから、本形態では、フィラーを入れて硬化時の収縮を抑止し、フィラーも含めた封止樹脂１４の熱膨張係数を１５×１０−６／℃〜２３×１０−６／℃の間に設定している。このことにより、回路素子の接続信頼性を確保しつつ、熱硬化時の回路基板１１の反りを防止できる。実験によると、フィラー入り樹脂の熱膨張係数を上記範囲で用いると、封止樹脂１４の熱膨張係数が２３×１０−６／℃である場合と比較して、回路素子１５の接続信頼性を同程度にすることができる。更に、本装置の反りを低減することができる。
【００４５】
図２を参照して、封止樹脂１４の熱膨張係数と、混成集積回路装置１０の反りとの関係を説明する。図２（Ａ）は、両者の関係を示すグラフである。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、反った状態の混成集積回路装置１０の断面図である。
【００４６】
図２（Ａ）に示すグラフの横軸は、フィラー入りの封止樹脂１４の熱膨張係数を示している。縦軸は、混成集積回路装置１０の反りの量を示している。ここでは、フィラーの混入量を調整し、熱膨張係数の異なる封止樹脂１４を用いて複数個の混成集積回路装置１０の樹脂封止および加熱硬化を行い、各混成集積回路装置１０に発生する反りの量を測定した。具体的な反りの量の計測方法は、先ず、加熱硬化を終えた混成集積回路装置１０を、平坦面に載置する。そして、混成集積回路装置１０の上面の高さを計測して、その高低差を混成集積回路装置１０の反りの量とした。白抜きの円で示す各点は、実験結果を示している。そして、点線の曲線は、これらの実験結果から算出した近似曲線Ｌである。
【００４７】
グラフに示す実験結果から、熱膨張係数が大きい封止樹脂（フィラーの少ないもの）を用いると、混成集積回路装置１０の反りの量が大きくなることが理解できる。例えば、熱膨張係数が１５×１０−６／℃程度の封止樹脂（フィラーが多いもの）１４を用いると、反りが発生していない平坦な混成集積回路装置１０を得ることができる。また、封止樹脂１４の熱膨張係数の増加に伴って、装置に発生する反りの量も増加する。
【００４８】
封止樹脂１４の熱膨張係数が１５×１０−６／℃程度以上では、反りの量がプラスの値になっており、熱膨張係数の増加に伴い、混成集積回路装置１０の反りは大きくなる。反りの量がプラスの値のときは、図２（Ｂ）に示すような断面形状となる。即ち、混成集積回路装置１０に内蔵された回路基板１１が裏面の方向に湾曲されている。そして、装置全体は、下方に凸状になるように湾曲している。この断面形状であれば、装置の両端を下方に押圧することにより、装置全体を平坦にすることができる。
【００４９】
フィラー入りの封止樹脂１４の熱膨張係数が１５×１０−６／℃未満では、反りの量がマイナスの値になっている。反りの量がマイナスの場合は、混成集積回路装置１０の断面形状は図２（Ｃ）に示すような状態になる。即ち、装置全体が上方に対して凸状に湾曲している。この状態では、装置の両端を下方に押圧しても、装置全体が平坦にならない。混成集積回路装置１０の裏面を放熱フィン等に当接させても、両者の間に間隙が形成される。従って、混成集積回路装置１０の放熱性が低下してしまう。
【００５０】
本形態では、フィラー入りの封止樹脂１４の熱膨張係数を、１５×１０−６／℃から２３×１０−６／℃の範囲に設定している。
【００５１】
封止樹脂１４の熱膨張係数を２３×１０−６／℃以下にすることにより、混成集積回路装置１０の反りの量を一定以下にすることができる。具体的には、この反りの量を５０μｍ以下にすることができる。更に、硬化収縮による応力をフィラーが入ることで小さくすることができる。従って、装置内部の電気回路が硬化収縮により破壊されるのを抑止することができる。しかも硬化後の温度の上下による装置の伸び縮みは、ある程度同等で働く範囲にすることにより、信頼性の向上を実現できる。特に、半田等のロウ材から成る接続部には、常に圧縮応力が働くので、クラックが入るのを抑止することができる。
【００５２】
更に、フィラー入りの封止樹脂１４の熱膨張係数を１５×１０−６／℃以上にすることで、混成集積回路装置１０が上方向に凸状に反るのを抑止することができる。即ち、混成集積回路装置１０の断面形状が図２（Ｃ）にように成るのを抑止することができる。図２（Ｃ）に示すような反りが発生すると、装置の裏面が放熱体に密着せず、放熱性が低下してしまう。
【００５３】
＜混成集積回路装置１０の製造方法＞
図３から図６を参照して、混成集積回路装置の製造方法を説明する。
【００５４】
図３（Ａ）を参照して、先ず、絶縁層１８を介して導電箔２０を金属基板１９の表面に貼着する。金属基板１９の表面には第１の酸化膜１２Ａが全面的に形成されている。従って、第１の酸化膜１２Ａと絶縁層１８とが電気的に結合することにより、絶縁層１８と金属基板１９とは接着している。更に、ウエットエッチングを行うことにより、導電箔２０をパターニングして、導電パターン１３が形成される。導電箔２０のエッチングは、金属基板１９全体をエッチャントに浸漬して行われる。
【００５５】
図３（Ｂ）に導電パターン１３が形成された後の金属基板１９の断面を示す。ここでは、金属基板１９の表面には、導電パターン１３から成るユニット２１が複数個形成される。ここで、ユニットとは、１つの混成集積回路装置を構成する部位である。ユニット２１は、マトリックス状に複数個が形成されても良い。
【００５６】
図３（Ｃ）を参照して、次に、金属基板１９の表面および裏面に、第１の溝２２Ａおよび第２の溝２２Ｂを形成する。第１の溝２２Ａおよび第２の溝２２Ｂは、高速で回転するカットソーを用いて形成される。
【００５７】
図３（Ｄ）を参照して、次に、回路素子を導電パターン１３に電気的に接続する。ここでは、半導体素子１５Ａやチップ素子１５Ｂ等の回路素子が、半田等を介して導電パターン１３に固着されている。更に、半導体素子１５Ａの表面の電極は、金属細線を介して導電パターン１３と電気的に接続されている。更に、半導体素子１５Ａは、導電パターン１３に固着されたヒートシンク２５の上面に載置されても良い。
【００５８】
図４を参照して、次に、金属基板１９を分離する工程を説明する。金属基板１９を分離する方法としては、「折り曲げ」による分割方法と、「切断」による分割方法の２つの方法が採用できる。
【００５９】
図４（Ａ）を参照して、「折り曲げ」により金属基板１９を分離する方法を説明する。ここでは、第１の溝２２Ａおよび第２の溝２２Ｂが形成された箇所を支点にして、金属基板１９を曲折させている。この図では、紙面上で右側に位置するユニット２１が固定され、左側に位置するユニット２１が曲折されている。この曲折を上下方向に複数回行うことで、ユニット２１どうしは分離される。本形態では、ユニット２１どうしの境界には、第１および第２の溝２２Ａ、２２Ｂが形成されている。従って、各ユニット２１は、溝が形成されていない厚み部分のみで連結されている。このことから、上述した「折り曲げ」による分離は容易に行うことができる。
【００６０】
図４（Ｂ）を参照して、切断による金属基板１９の分離方法を説明する。ここでは、カッター２３を、第１の溝２２Ａに押しつけながら回転させることで、金属基板１９を分割している。カッター２３は円板状の形状を有しており、その周端部は鋭角に形成してある。カッター２３の中心部は、カッター２３が自在に回転できるように支持部２４に固定してある。即ち、カッター２３は駆動力を有さない。カッター２３を第１の溝２２Ａの底部に押し当てながら移動させることで、カッター２３は回転し、金属基板１９が分離される。この方法によると、切断を行うことによる導電性の粉塵が発生しない。従って、この粉塵によるショートを防止することができる。
【００６１】
尚、上述以外の方法でも金属基板１９を分離することができる。具体的には、プレス機を用いたパンチング、シャーリング等により金属基板１９を分離することができる。
【００６２】
図５を参照して、次に、少なくとも回路基板１１の表面が被覆されるように封止樹脂１４を形成する。ここでは、金型３１を用いたトランスファーモールドにより、フィラー入りの熱硬化性樹脂から成る封止樹脂１４を形成している。具体的には、金型３１のキャビティ３３に回路基板１１を収納し、ゲート３２からキャビティ３３の内部に封止樹脂１４を注入する。
【００６３】
封止樹脂１４が封入されるとき、金型３１は１７０℃程度に加熱されている。従って、熱硬化性樹脂から成る封止樹脂１４は、キャビティ３３に注入されると同時に、熱硬化が進行する。この熱硬化は、数十秒から百秒程度で行われる。熱硬化が行われることで封止樹脂１４は硬化収縮するが、封止樹脂１４の熱膨張係数は２３×１０−６／℃以下である。このことから、硬化収縮よる回路基板１１の過度の反りは抑制されている。
【００６４】
図６を参照して、次に、混成集積回路装置１０を放熱フィンに当接させる。先ず、図６（Ａ）に示すように、平坦面に形成された放熱フィン２８の上面にグリス２９を塗布する。放熱フィン２８は、銅などの金属から成り、混成集積回路装置１０から発生した熱を外部に放出させる機能を有する。また、グリス２９は、混成集積回路装置１０の裏面と放熱フィン２８の上面との間に介在して、放熱性を向上させる働きを有する。グリス２９は、混成集積回路装置１０の中央部に対応する箇所に塗布される。
【００６５】
次に、放熱フィン２８の上部に混成集積回路装置１０を載置した後に、その裏面を放熱フィン２８の上面に当接させる。具体的には、混成集積回路装置１０の両端に設けた固定部２６を、ビス３０により下方に押圧することで、混成集積回路装置１０の裏面を放熱フィン２８の上部に密着させる。混成集積回路装置１０は、封止樹脂１４の熱硬化により、下方に突出するように湾曲している。従って、ビス３０の押圧力により、湾曲した混成集積回路装置１０を平坦化させることにより、中央部に塗布されたグリス２９を、周辺部に行き渡らせることができる。また、ビス３０の押圧力により、混成集積回路装置１０の湾曲は低減された状態で固定される。このことにより、混成集積回路装置１０の裏面は放熱フィン２８の上面に密着している。
【００６６】
図６（Ｂ）を参照して、ビス３０を用いて混成集積回路装置１０の周辺部を押圧することにより、混成集積回路装置１０の裏面は放熱フィン２８の上面に密着されている。従って、混成集積回路装置１０に内蔵された回路素子か発生した熱は、放熱フィン２８を介して外部に放出される。この図では、封止樹脂１４から露出する回路基板１１の裏面が、放熱フィン２８の上面に当接している。しかしながら、図１（Ｃ）に示すように、回路基板１１の裏面が被覆されるように封止樹脂１４が形成される場合もある。この場合は、封止樹脂１４から成る混成集積回路装置１０の裏面が、放熱フィン２８の上面に当接する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の混成集積回路装置を示す斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。
【図２】封止樹脂樹脂の熱膨張係数と、基板の反りとの関係を示すグラフ（Ａ）、混成集積回路装置の断面図（Ｂ）、混成集積回路装置の断面図（Ｃ）である。
【図３】本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図（Ａ）−（Ｄ）である。
【図４】本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図５】本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の混成集積回路装置の製造方法を示す断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図７】従来の混成集積回路装置を示す断面図（Ａ）−（Ｃ）である。
【符号の説明】
【００６８】
１０            混成集積回路装置
１１            回路基板
１２Ａ          第１の酸化膜
１２Ｂ          第２の酸化膜
１３            導電パターン
１４            封止樹脂
１５            回路素子
１５Ａ          半導体素子
１５Ｂ          チップ素子
１６            リード
１７            金属細線
１８            絶縁層
１９            金属基板
２０            導電箔
２１            ユニット
２２Ａ          第1の溝
２２Ｂ          第２の溝
２３            カッター
２４            支持部
２７            ビス
２５            ヒートシンク
２８            放熱フィン
２９            グリス
３０            ビス
３１            金型
３２            ゲート
【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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