(57)【要約】【課題】基板の一面上に第１の樹脂によりモールドされてなるパッケージ部品と他の部品とを搭載し、これらを第２の樹脂で封止してなるモールドパッケージにおいて、第２の樹脂の成形時における第２の樹脂の収縮応力を緩和して、パッケージ部品へのダメージを軽減する。【解決手段】基板１０と、基板１０の一面１１上に搭載され、第１の樹脂２１によりモールドされたパッケージ部品２０と、基板１０の一面１１上に搭載された他の部品３０と、基板１０の一面１１上に設けられ、パッケージ部品２０および他の部品３０とともに当該一面１１を封止する第２の樹脂４０と、を備えるモールドパッケージであって、第１の樹脂２１は第２の樹脂４０よりもガラス転移温度が低い樹脂材料よりなる。【選択図】図１
2015012160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）と、
前記基板の一面（１１）上に搭載され、第１の樹脂（２１）によりモールドされたパッケージ部品（２０）と、
前記基板の一面上に搭載された他の部品（３０）と、
前記基板の一面上に設けられ、前記パッケージ部品および前記他の部品とともに当該一面を封止する第２の樹脂（４０）と、を備え、
前記第１の樹脂は前記第２の樹脂よりもガラス転移温度が低い樹脂材料よりなることを特徴とするモールドパッケージ。
【請求項２】
前記第１の樹脂のガラス転移温度は、当該モールドパッケージの実使用温度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のモールドパッケージ。
【請求項３】
基板（１０）と、
前記基板の一面（１１）上に搭載され、第１の樹脂（２１）によりモールドされたパッケージ部品（２０）と、
前記基板の一面上に搭載された他の部品（３０）と、
前記基板の一面上に設けられ、前記パッケージ部品および前記他の部品とともに当該一面を封止する第２の樹脂（４０）と、を備えるモールドパッケージの製造方法であって、
前記基板、前記第１の樹脂によりモールドが完了された前記パッケージ部品、および前記他の部品を用意する用意工程と、
前記基板の一面上に前記パッケージ部品および前記他の部品を搭載する搭載工程と、
しかる後、前記パッケージ部品および前記他の部品とともに前記基板の一面を封止するように、前記基板の一面上に前記第２の樹脂を設ける封止工程と、を備え、
前記第１の樹脂として、前記第２の樹脂よりもガラス転移温度が低い樹脂材料を用い、前記封止工程では、前記第１の樹脂のガラス転移温度を超える温度で、前記第２の樹脂による封止を行うことを特徴とするモールドパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の一面上に第１の樹脂によりモールドされてなるパッケージ部品と他の部品とを搭載し、これらをモールド樹脂としての第２の樹脂で封止してなるモールドパッケージ、およびそのようなモールドパッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のモールドパッケージとしては、基板と、基板の一面上に搭載され第１の樹脂によりモールドされたミニモールド部品等のパッケージ部品と、基板の一面上に搭載された受動素子等の他の部品と、基板の一面上に設けられパッケージ部品および他の部品とともに当該一面を封止する第２の樹脂と、を備えたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４１１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来構造の場合、基板は、パッケージ部品だけでなく、受動部品等の他の部品も搭載するため、平面サイズが大きいものとなり、これに伴い、基板を封止する第２の樹脂の平面サイズも大きくなっていく。
【０００５】
そうすると、第２の樹脂を成形して封止を行うとき、当該第２の樹脂の硬化収縮による収縮応力が大きくなり、この収縮応力によるパッケージ部品へのダメージが懸念される。具体的には、パッケージ部品の第１の樹脂にクラック等が発生したり、第１の樹脂内部の構成要素等が破壊されたりする等のおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板の一面上に第１の樹脂によりモールドされてなるパッケージ部品と他の部品とを搭載し、これらを第２の樹脂で封止してなるモールドパッケージにおいて、第２の樹脂の成形時における第２の樹脂の収縮応力を緩和して、パッケージ部品へのダメージを軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１０）と、基板の一面（１１）上に搭載され、第１の樹脂（２１）によりモールドされたパッケージ部品（２０）と、基板の一面上に搭載された他の部品（３０）と、基板の一面上に設けられ、パッケージ部品および他の部品とともに当該一面を封止する第２の樹脂（４０）と、を備え、第１の樹脂は第２の樹脂よりもガラス転移温度が低い樹脂材料よりなるモールドパッケージであることを特徴とする。
【０００８】
それによれば、パッケージ部品を構成する第１の樹脂のガラス転移温度を第２の樹脂のそれよりも低いものとしているので、第２の樹脂の成形時における第２の樹脂の硬化収縮の際に、第１の樹脂は、ガラスに転移した状態を維持することで第２の樹脂よりも軟らかい状態となる。
【０００９】
そのため、パッケージ部品に対する第２の樹脂の収縮応力は、第１の樹脂にて緩和されることから、本発明によれば、第２の樹脂の成形時における第２の樹脂の収縮応力を緩和して、パッケージ部品へのダメージを軽減することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、基板（１０）と、基板の一面（１１）上に搭載され、第１の樹脂（２１）によりモールドされたパッケージ部品（２０）と、基板の一面上に搭載された他の部品（３０）と、基板の一面上に設けられ、パッケージ部品および他の部品とともに当該一面を封止する第２の樹脂（４０）と、を備えるモールドパッケージの製造方法であって、さらに、以下の特徴を有するものである。
【００１１】
すなわち、請求項３の製造方法では、基板、第１の樹脂によりモールドが完了されたパッケージ部品、および他の部品を用意する用意工程と、基板の一面上にパッケージ部品および他の部品を搭載する搭載工程と、しかる後、パッケージ部品および他の部品とともに基板の一面を封止するように、基板の一面上に第２の樹脂を設ける封止工程と、を備え、第１の樹脂として、第２の樹脂よりもガラス転移温度が低い樹脂材料を用い、封止工程では、第１の樹脂のガラス転移温度を超える温度で、第２の樹脂による封止を行うことを特徴とする。
【００１２】
それによれば、請求項１に記載のモールドパッケージを適切に製造できるとともに、本発明によっても、第２の樹脂の成形時における第２の樹脂の収縮応力を緩和して、パッケージ部品へのダメージを軽減することができる。
【００１３】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるモールドパッケージの概略断面図である。
【図２】上記第１実施形態にかかるモールドパッケージの製造方法を示す工程図である。
【図３】図２に続く製造方法を示す工程図である。
【図４】図３に続く製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかるモールドパッケージの要部を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかるモールドパッケージの要部を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかるモールドパッケージについて、図１を参照して述べる。このモールドパッケージは、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。
【００１７】
本実施形態のモールドパッケージは、大きくは、基板１０と、基板１０の一面１１上に搭載され、第１の樹脂２１によりモールドされたパッケージ部品２０と、基板１０の一面１１上に搭載された他の部品３０と、基板１０の一面１１上に設けられ、パッケージ部品２０および他の部品３０とともに当該一面１１を封止する第２の樹脂４０と、を備えて構成されている。
【００１８】
図１に示されるように、基板１０は、部品２０、３０が実装されると共に第２の樹脂４０にて覆われる一面１１と、その反対面となる他面１２とを有する板状部材をなすものである。具体的には、基板１０は、エポキシ樹脂等の樹脂をベースとしたプリント基板や、セラミックをベースとしたセラミック基板などによって構成されている。
【００１９】
ここで、基板１０の一面１１には、部品２０、３０と接続するためのＣｕ等の金属よりなる導体１３が設けられている。そして、各部品２０、３０は、はんだや導電性接着剤等の接合部材５０を介して導体１３と電気的および機械的に接合されている。
【００２０】
本実施形態では、パッケージ部品２０は、構成要素２２〜２５が第１の樹脂２１でモールドされたＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）やＳＯＰ（スモールアウトラインパッケージ）等よりなる。この第１の樹脂２１は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等より構成されている。
【００２１】
具体的には、図１に示されるように、パッケージ部品２０は、Ｃｕ等よりなるアイランド２２上に半導体素子２３が搭載、固定され、半導体素子２３とＣｕ等よりなるリード２４とを、ＡｕやＡｌ等のボンディングワイヤ２５により接続してなる。そして、これらの構成要素２２〜２５は、第１の樹脂２１で封止されており、第１の樹脂２１がパッケージ本体を区画、形成している。
【００２２】
ここで、第１の樹脂２１は、基板１０の一面１１に対向する下面２１ａ、この下面２１ａとは反対側の上面２１ｂ、および、これら上下面２１ａ、２１ｂの外縁にて当該上下面２１ａ、２１ｂ間に位置し当該上下面２１ａ、２１ｂを連結する側面２１ｃを有する板状をなす。典型的には第１の樹脂２１は、矩形形状をなす。このようなパッケージ部品２０は、金型を用いたトランスファーモールド法やコンプレッションモールド法により形成される。
【００２３】
そして、ここでは、パッケージ部品２０は、基板１０の一面１１上に当該一面１１とは離間し搭載されている。つまり、パッケージ部品２０における第１の樹脂２１の下面２１ａと基板１０の一面１１とは、隙間を介して配置されている。
【００２４】
また、パッケージ部品２０において、リード２４の一部がアウターリードとして第１の樹脂２１の側面２１ｃより突出している。そして、このリード２４のアウターリードは、曲げられて基板１０の一面１１側に延びており、接合部材５０を介して当該一面１１上の導体１３に接合されている。
【００２５】
また、第２の樹脂４０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等より構成されるもので、金型を用いたトランスファーモールド法やコンプレッションモールド法により形成されている。本実施形態の場合、基板１０の一面１１側を第２の樹脂４０で封止しつつ、基板１０の他面１２側を第２の樹脂４０で封止せずに露出させた、いわゆるハーフモールド構造とされている。
【００２６】
このような第２の樹脂４０による封止形態において、さらに言うならば、第２の樹脂４０は、パッケージ部品２０の第１の樹脂２１における下面２１ａと基板１０の一面１１との間に充填されるとともに、第１の樹脂２１における上面２１ｂを被覆している。つまり、パッケージ部品２０の第１の樹脂２１における下面２１ａ、上面２１ｂおよび側面２１ｃは、第２の樹脂４０により被覆された被覆面として構成されている。
【００２７】
また、他の部品３０としては、特に限定するものではないが、チップ抵抗、チップコンデンサ、水晶振動子等の受動部品、あるいは、ベアチップ等が挙げられる。これら各部品２０、３０は、接合部材５０および導体１３を介して基板１０の一面１１に接合されることで、基板１０と電気的に接続されて、回路を構成している。
【００２８】
このような構成において、本実施形態のモールドパッケージでは、第１の樹脂２１は、第２の樹脂４０よりもガラス転移温度が低い樹脂材料よりなるものとされている。具体的には、第１の樹脂２１および第２の樹脂４０がともにエポキシ樹脂よりなる場合、たとえば、樹脂の重合度や組成を異ならせたりすることで、ガラス転移温度を変えてやればよい。
【００２９】
さらには、第１の樹脂２１と第２の樹脂４０とで、樹脂の種類を変えることで、ガラス転移温度を変えるようにしてもよい。たとえば、第１および第２の樹脂２１、４０の一方をエポキシ樹脂とし、他方をエポキシ樹脂以外の樹脂としたり、あるいは、他方と一方とで種類の異なるエポキシ樹脂としたりするというように、すればよい。
【００３０】
次に、本実施形態のモールドパッケージの製造方法について、図２〜図４を参照して述べる。
【００３１】
まず、図２に示される用意工程では、導体１３を有する基板１０を用意するとともに、第１の樹脂２１によりモールドが完了されたパッケージ部品２０、および他の部品３０を用意する。ここで、パッケージ部品２０は、モールド完了しているので第１の樹脂２１は硬化完了状態であることはもちろんである。
【００３２】
そして、図３に示されるように、基板１０の一面１１上にて導体１３上に、印刷法やディスペンス法等により、はんだや導電性接着剤等よりなる接合部材５０を配置する。
【００３３】
続いて、図４に示される搭載工程では、基板１０の一面１１上にパッケージ部品２０および他の部品３０を搭載する。具体的には、接合部材５０上に、パッケージ部品２０のリード２４および他の部品３０を接触させる。その後、接合部材５０を熱等により固化させる。こうして、基板１０の一面１１上にて、導体１３と各部品２０、３０とが接合部材５０を介して接合され、搭載工程が完了する。
【００３４】
しかる後、第２の樹脂４０による封止工程を行う。具体的に、この封止工程では、パッケージ部品２０および他の部品３０とともに基板１０の一面１１を封止するように、基板１０の一面１１上に第２の樹脂４０を設ける。
【００３５】
また、第１の樹脂２１として、第２の樹脂４０よりもガラス転移温度が低い樹脂材料を用いていることから、この封止工程では、第１の樹脂２１のガラス転移温度を超える温度で、第２の樹脂４０を成形して封止を行う。この封止工程は、トランスファーモールド法やコンプレッションモールド法で行うが、金型温度等を調整することにより、第１の樹脂２１のガラス転移温度を超えつつ第２の樹脂４０の成形温度としてやればよい。こうして、上記図１に示されるモールドパッケージが完成する。
【００３６】
ところで、本実施形態によれば、基板１０は、パッケージ部品２０だけでなく他の部品３０も搭載するため、平面サイズが大きいものとなる。これに伴い、第２の樹脂４０の平面サイズも大きくなっていくので、封止工程では、第２の樹脂４０の硬化収縮による応力が大きくなり、この収縮応力によるパッケージ部品２０へのダメージが懸念される。
【００３７】
この点を考慮して、本実施形態では、パッケージ部品２０を構成する第１の樹脂２１のガラス転移温度を第２の樹脂４０のガラス転移温度よりも低いものとしている。そのため、第２の樹脂４０の成形時すなわち封止工程時における第２の樹脂４０の硬化収縮の際に、第１の樹脂２１は、第２の樹脂４０よりも低い温度までガラスに転移した状態を維持することで、第２の樹脂４０よりも軟らかい状態となる。
【００３８】
そのため、封止工程において、パッケージ部品２０に対する第２の樹脂４０の収縮応力は、軟らかい第１の樹脂２１によって緩和される。よって、本実施形態によれば、第２の樹脂４０の成形時における第２の樹脂４０の収縮応力を緩和して、パッケージ部品２０へのダメージを軽減することができる。
【００３９】
ここで、上記効果を適切に発揮するには、第１の樹脂２１のガラス転移温度は、第２の樹脂４０の成形温度よりも低いものとすることが望ましい。また、第１の樹脂２１のガラス転移温度は、モールドパッケージの実使用温度の上限（たとえば１５０℃）よりも高いことが望ましい。それによれば、モールドパッケージの実使用時において、パッケージ部品２０の第１の樹脂２１がガラス転移するのを抑制しやすい。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかるモールドパッケージについて、図５を参照して、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。本実施形態は、パッケージ部品２０を変形したものである。
【００４１】
上記第１実施形態では、第１の樹脂２１によりモールドされたパッケージ部品２０は、ＱＦＰやＳＯＰ等の第１の樹脂２１よりリード２４が突出するタイプのものであった。それに対して、図５に示されるように、パッケージ部品２０としては、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）やＣＳＰ（チップサイズパッケージ）等であってもよい。
【００４２】
具体的に、本実施形態のパッケージ部品２０は、配線基板やリードフレーム等よりなる基材２２ａの上面に半導体素子２３が搭載、固定され、半導体素子２３と基材２２ａとをボンディングワイヤ２５により接続してなる。そして、これらの構成要素２２ａ、２３、２５は、第１の樹脂２１で封止され、基材２２ａの下面は第１の樹脂２１より露出している。
【００４３】
そして、パッケージ部品２０における基材２２ａの下面は、基板１０の一面１１にて導体１３と対向しており、接合部材５０を介して導体１３と接合されている。ここで、接合部材５０は、はんだや導電性接着剤以外にも、Ａｕ等のバンプであってもよい。本実施形態においても、パッケージ部品２０の第１の樹脂２１を上記第１実施形態と同様のもので構成することにより、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態にかかるモールドパッケージについて、図６を参照して、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。本実施形態も、パッケージ部品２０を変形したものである。
【００４５】
図６に示されるように、本実施形態のパッケージ部品２０は、ＱＦＮ（クワッドフラットノンリードパッケージ）として構成されたものである。具体的には、第１の樹脂２１の下面２１ａにおいて、当該下面２１ａと同一平面にてアイランド２２の下面およびリード２４の下面が露出している。また、リード２４は、第１の樹脂２１の側面２１ｃより突出せずに、当該側面２１ｃと同一平面にて当該側面２１ｃに露出している。
【００４６】
そして、第１の樹脂２１の下面２１ａ側にて露出するアイランド２２およびリード２４と、基板１０の一面１１上の導体１３とが、接合部材５０を介して接合されている。本実施形態においても、パッケージ部品２０の第１の樹脂２１を上記第１実施形態と同様のもので構成することにより、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
（他の実施形態）
なお、パッケージ部品２０としては、構成要素が第１の樹脂２１によりモールドされたものであれば、上記各実施形態に示したＱＦＰ、ＳＯＰ、ＢＧＡ、ＣＳＰ、ＱＦＮ等に限定されるものではない。
【００４８】
また、上記各実施形態のモールドパッケージは、ハーフモールド構造であったが、さらに、たとえばフルモールド構造のように、基板１０の他面１２側も第２の樹脂４０で封止されたものであってもよい。
【００４９】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５０】
１０  基板
１１  基板の一面
２０  パッケージ部品
２１  第１の樹脂
３０  他の部品
４０  第２の樹脂
【図１】
2015012160.tif 000003
【図２】
2015012160.tif 000004
【図３】
2015012160.tif 000005
【図４】
2015012160.tif 000006
【図５】
2015012160.tif 000007
【図６】
2015012160.tif 000008