(57)【要約】【課題】耐サージ性を保持するためにリード間やパッド間の電気的接続に用いた導電性材料を実装時に熱溶融性したり、実装後に溶剤により除去する必要のない、帯電防止された耐サージ特性を満たすＩＣパッケージを得ること。【解決手段】ＩＣチップを内包したＩＣパッケージ本体と、前記ＩＣパッケージ本体から突出した複数のリードまたは前記ＩＣパッケージ本体の実装面に設けられた複数パッドとを備えたＩＣパッケージであって、ＩＣパッケージ本体の表面にＰＶＫ塗料を塗布して、光導電性膜が設けられたものである。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップを内包したＩＣパッケージ本体と、前記ＩＣパッケージ本体から突出した複数のリードまたは前記ＩＣパッケージ本体の実装面に設けられた複数パッドとを備えたＩＣパッケージであって、ＩＣパッケージ本体の表面に光導電性膜が設けられたことを特徴とするＩＣパッケージ。
【請求項２】
ＩＣチップを内包したＩＣパッケージ本体と、前記ＩＣパッケージ本体から突出した複数のリードまたは前記ＩＣパッケージ本体の実装面に設けられた複数パッドとを備えたＩＣパッケージであって、ＩＣパッケージ本体の表面に光分解性膜が設けられ、この光分解性膜上に光導電性膜が積層されたことを特徴とするＩＣパッケージ。
【請求項３】
ＩＣチップを内包したＩＣパッケージ本体と、前記ＩＣパッケージ本体から突出した複数のリードまたは前記ＩＣパッケージ本体の実装面に設けられた複数パッドとを備えたＩＣパッケージであって、ＩＣパッケージ本体が、光半導体材料の粉末を充填した封止樹脂であることを特徴とするＩＣパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＣパッケージに関し、特にＩＣのサージ破壊が防止できる帯電防止タイプのＩＣパッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＩＣパッケージでは、ＩＣチップのパッドがボンディングワイヤによりリードと接続され、封止樹脂で封止されている。封止樹脂からはリードの一部が突出した構造になっており、リードと回路基板上のパターンを半田等で接続して実装する様になっている。
そして、ＩＣパッケージに収容されるＩＣチップ上には機能回路が形成されているが、この他にリードからサージが入力されてもＩＣが破損しないように、サージ防止素子も形成されている。
【０００３】
ＩＣパッケージに入力されるサージは、ＩＣが製造されてから回路基板に実装されるまでの運搬および組立等の間に発生するものであり、回路基板へＩＣパッケージを実装した後では、サージ防止素子は不要である場合が多い。
サージ防止素子は、サージエネルギーを吸収するものであり、ダイオード、コンデンサーおよび抵抗等から構成されている。しかし、ＩＣパッケージの小形化のため、ＩＣチップ面積の縮小が不可欠であり、ＩＣチップ上で比較的大きな面積を有するサージ素子を用いないＩＣパッケージが望まれている。
【０００４】
従来のサージ防止素子を用いず耐サージ特性を満たすＩＣパッケージとしては、封止樹脂から突出したリード間またはリードに替わりＩＣパッケージの裏面に設けられたパッド間が、導電性材料で接続されたＩＣパッケージがある。そして、導電性材料によるリード間またはパッド間の接続方法としては、半田等の熱溶融性材料を貼り付けつけること、導電性ペース等の溶剤に溶解性の材料を塗布すること、導電性フレームを導電性ぺーストまたは半田でリードに接着することなどが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００―２８６３７３号公報（第２ー３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のサージ防止素子を用いず耐サージ特性を満たすＩＣパッケージでは、リード部またはパッド部に熱溶融性の導電性材料を貼り付けつけたり、溶剤に溶解性の導電性材料を塗布したりしている。溶剤に溶解性の導電性材料を塗布したものでは、実装後に導電性材料を溶剤により除去するという工程が必要であるとの問題があった。また、熱溶融性の導電性材料を貼り付けつけたものでは、導電性材料が除去しきれず残る場合があり、リードまたはパッド間が短絡するという不良が発生し、ＩＣデバイスの信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は前記のような課題を解決するためになされたものであり、耐サージ性を保持するためにリード間やパッド間の電気的接続に用いた導電性材料を実装時に熱溶融したり、実装後に溶剤により除去することなしに、帯電防止され、耐サージ特性を満たすＩＣパッケージを得るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わるＩＣパッケージは、ＩＣチップを内包したＩＣパッケージ本体と、前記ＩＣパッケージ本体から突出した複数のリードまたは前記ＩＣパッケージ本体の実装面に設けられた複数パッドとを備えたＩＣパッケージであって、ＩＣパッケージ本体の表面に光導電性膜が設けられたものである。
【０００９】
また、ＩＣパッケージ本体が、光半導体材料の粉末を充填した封止樹脂であるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるＩＣパッケージの斜視図（ａ）と断面図（ｂ）とを示すものである。
図１に示すように本実施の形態のＩＣパッケージ１０は、ダイパッド１４にチップ１５が搭載されており、チイプ１５のパッド（図示せず）はボンディングワイヤ１６でリード１１と接続され、ＩＣパッケージ本体１２は封止樹脂で形成されている。そして、ＩＣパッケージ本体１２の表面には、光導電性材料からなる膜１３が形成されている。
【００１１】
前記光導電性材料は、光照射により電気を導通する材料であり、光照射時には高い導電性を有し、光を照射しない場合には絶縁性となるものである。光導電性材料の具体的ものとしては、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）が挙げられる。このＰＶＫは赤外〜可視の波長領域の光を照射することによって導電性を有する。
【００１２】
光導電性材料であるＰＶＫの膜１３は、エポキシ樹脂のバインダーを溶剤に溶かした溶液にＰＶＫの粉末を分散させた塗料を調製し、この塗料をＩＣパッケージ本体１２の表面にスプレー法により塗布し、乾燥することにより形成する。
形成されたＰＶＫの膜１３の厚さは１〜１００μｍが良く、５〜２０μｍが特に好ましい。
ＰＶＫ粉末の粒径は０．１〜２０μｍが好ましく、１〜５μｍが特に好ましい。ＰＶＫ粉末の粒径が０．１μｍ未満では、粉末の凝集がおこり、塗料の調製に時間を要する。ＰＶＫ粉末の粒径が２０μｍより大きいと、形成された膜の平坦性が低くなり、ＩＣパッケージの１０外観が悪くなる。また、ＰＶＫ粉末の粒径が１〜５μｍであると、ＰＶＫ膜の塗布性が良好となる。
【００１３】
ＰＶＫの粉末を分散させた塗料に用いるエポキシ樹脂バインダの配合割合は、ＰＶＫ粉末１００重量部に対して、５〜２０重量部である。エポキシ樹脂バインダの配合割合が５重量部未満であると、ＩＣパッケージ本体１２の表面に良好な膜を形成することができなく、また、２０重量部より多いと、形成された膜の光照射時の抵抗が大きくなり、帯電防止能が低下する。
ＰＶＫの粉末を分散させた塗料に用いる溶剤としては、バインダのエポキシ樹脂を溶かすものであれば良く、例えば、アルコール類、ケトン類、アルキル置換された芳香族類などが挙げられる。この溶剤の配合量は、ＰＶＫの粉末を分散させた塗料をスプレー塗装できる粘度であれば良く、特に限定されない。
【００１４】
ＩＣパッケージ本体１２となる封止樹脂は、例えばエポキシ樹脂に酸化ケイ素の粉末を充填したものが用いられ絶縁性を有しているが、封止樹脂の表面にＰＶＫの膜１３を形成することにより、可視光下ではＩＣパッケージ本体１２の表面が導電性となり、静電気を除電できる。
ＩＣパッケージ１０を可視光下で回路基板に実装することで、ＩＣパッケージ本体１２の表面は導電性になる。ＩＣを操作する治具に金属等の導電性材料を用い、これを接地電位に保持しておくことで、ＩＣパッケージ１０は除電され、サージによるＩＣの破壊が防止できる。回路基板への実装後、ＩＣパッケージ１０は装置筐体内等の暗所におかれるため、装置使用時にＩＣパッケージ１０の絶縁性は確保されるので、ＩＣの機能は保たれる。
光導電性材料の膜１３をリード１１にも接触させることにより、外部からのサージ突入によるＩＣ回路の破壊を防止することができる。
【００１５】
すなわち、本実施の形態のＩＣパッケージ１０は、サージによるＩＣの破壊が防止でき、しかもリード間の導通をとる導電性材料の溶剤による除去工程が不要であり、また、リード間に導通材料が残存することによるＩＣ不良の発生がないものである。
本実施の形態のＩＣパッケージ１０は、ＩＣパッケージ本体１２となる封止樹脂からリード１１が突出したものであるが、リード１１に替えて、ＩＣパッケージ本体１２の裏面にグリッド状のパッドを設けたＩＣパッケージの場合、ＩＣパッケージ本体１２となる封止樹脂の表面に光導電性材料からなる膜１３を形成することにより同様の効果が得られる。
【００１６】
ＩＣパッケージ本体１２となる封止樹脂の表面に形成する光導電性材料としてはＰＶＫに限らず、ＰＶＫの誘導体、例えばブロム化体、ニトロ化体、ビニル基の置換位置の異なる誘導体、アクリル誘導体でも同様の効果が得られる。
また、光導電性材料として、カルバゾール骨格以外の縮合多環化合物、トリニトロフルオレノン（ＴＮＦ）、またはポリシレンでも良い。
さらに、これら有機系光導電体に限らず、セレンや酸化亜鉛等の無機物でも同様の効果が得られる。
前記光導電性材料において、溶剤に溶けるものは溶剤に溶かした溶液を調製し、溶剤に溶けないものは有機バインダを溶かした溶液に前記光導電性材料の微細な粉末を分散させた液を調製し、前記調製された溶液または分散液を、ＩＣパッケージ本体１２となる封止樹脂の表面に塗布し、光導電性材料の塗膜を形成することができる。
【００１７】
本実施の形態では、ＩＣパッケージ本体１２に封止樹脂を用いたが、ＩＣパッケージ本体１２がセラミックの筐体であっても同様な効果が得られる。
【００１８】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２における全表面にＥＣＯ層を設けたＩＣパッケージ（ａ）とリードが設けられた面にのみＥＣＯ層を設けたＩＣパッケージ（ｂ）の断面図とを示すものである。
図２（ａ）に示すように、本実施の形態のＩＣパッケージ２０では、まずＩＣパッケージ本体１２である絶縁性の封止樹脂の表面に、エチレン−一酸化炭素共重合体（ＥＣＯ）層２１を形成し、このＥＣＯ層２１の上に実施の形態１に用いた光導電性材料の膜１３を形成している。
【００１９】
本実施の形態のＩＣパッケージ２０では、ＩＣパッケージ本体１２である封止樹脂の最表面に、実施の形態１で用いた光導電性材料の膜１３が形成されているので、ＩＣを基板へ実装する時に、赤外〜可視光の波長領域の光をＩＣパッケージ２０へ照射すると、ＩＣパッケージ本体１２である封止樹脂の最表面が導電性となり、ＩＣパッケージ２０の静電気が除電される。そして実装後に、波長３９０ｎｍのＵＶ光を照射すると、ＩＣパッケージ本体１２である封止樹脂の表面にあるＥＣＯ層２１が分解することにより、光導電性材料の膜１３が除去される。
また、ＥＣＯ層２１は図２（ｂ）に示すように、リード１１が設けられた面のみに、形成しても同様な効果が得られれる。
すなわち、回路基板に実装後のＩＣが、光に暴露される状態で用いられても、リード１１が設けられた面の光導電性材料の膜１３が除去されているので、パッケージの絶縁性を確保でき、ＩＣの機能が保持できる。
【００２０】
本実施の形態では、ＥＣＯ層２１は、例えば、ＥＣＯをアセトンに溶かし、この溶液にＩＣパッケージを浸漬したり、この溶液を塗布することにより、形成できる。また、リードが設けられた面のもみに形成する場合は、塗布により形成できる。
本実施の形態では、ＥＣＯ層２１における一酸化炭素の含有率（Ｃｏ）は２〜１０％が好ましい。ＥＣＯ層２１における一酸化炭素の含有率（Ｃｏ）は次の（１）式で定義する。
Ｃｏ＝Ｎｃ／（Ｎｃ＋Ｎｅ）×１００（％）　　　（１）
ここで、Ｎｃ：ＥＣＯ分子における一酸化炭素構造単位の数、Ｎｅ：ＥＣＯ分子におけるエチレン構造単位の数。
一酸化炭素の含有率が２％未満では、ＥＣＯ層の分解に長時間を要し、１０％より多いと分解速度が速すぎて、光導電性材料の膜１３の形成を短時間に行う必要がある。
本実施の形態のＩＣパッケージ２０は、リード間の導通をとる導電性材料を溶剤により除去する必要がなく、また、リード間に導通材料が残存することによるＩＣ不良の発生がなく、サージによるＩＣの破壊が防止できるＩＣパッケージを得ることができる。しかも、実装後にＩＣパッケージが光に暴露される環境においてもＩＣとしての機能を有し使用することができる。
【００２１】
本実施の形態のＩＣパッケージ２０は、ＩＣパッケージ本体１２となる封止樹脂からリード１１が突出したものであるが、リード１１に替えて、ＩＣパッケージ本体１２の裏面にグリッド状のパッドを設けたＩＣパッケージの場合でも、同様な効果が得られる。
本実施の形態では、ＩＣパッケージ本体１２に封止樹脂を用いたが、ＩＣパッケージ本体１２がセラミックの筐体であっても同様な効果が得られる。
【００２２】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３におけるＩＣパッケージの断面図を示すものである。
図３に示すように、本実施の形態のＩＣパッケージ３０は、ＩＣパッケージ本体１２となる封止樹脂が、樹脂に光半導体材料の粉末を充填した封止樹脂３２であり、具体的には、エポキシ樹脂にＴｉＯ２の粒子をフィラとして充填したものである。ＴｉＯ２は絶縁性であるが、バンドギャップ以上のエネルギーを有する紫外（ＵＶ）光の照射により導電性となるので、ＩＣパッケージ３０を基板に実装するときに、ＩＣパッケージ３０にＵＶ光を照射すると、ＩＣパッケージ３０の除電ができる。
エポキシ樹脂へＴｉＯ２の粒子を充填した封止樹脂３２は、トランスファーモルド法で封止するのに用いるエポキシ封止樹脂の製造方法と同様な方法で調製する。
封止樹脂３２におけるＴｉＯ２の充填率は６０〜９０重量％が好ましい。ＴｉＯ２の充填率６０重量％未満であると、粒子同士の接触がなくなる部分ができ、導電率が低下し、静電気の帯電が発生する。逆に、ＴｉＯ２の充填率９０重量％より大きいと、封止樹脂３２の成形が難しくなる。
【００２３】
ＵＶ光照射による除電後、ＩＣパッケージ３０は装置筐体等のＵＶ光が遮蔽された箇所に置かれるため、ＩＣパッケージ３０の絶縁性は確保され、ＩＣとしての機能を確保できる。
すなわち、リード間の導通をとる導電性材料を溶剤で除去する必要がなく、また、リード間の導通材料の残存によるＩＣ不良の発生がなく、また、ＩＣパッケージ本体となる封止樹脂表面に導電性材料を塗布する必要もなく、サージによるＩＣの破壊が防止できるＩＣパッケージを得ることができる。
本実施の形態のリード１１を有するＩＣパッケージ３０に替えて、ＩＣパッケージの裏面にグリッド状のパッドを設けたＩＣパッケージに、本実施の形態の封止樹脂を用いても同様の効果が得られる。
また本実施の形態における封止樹脂のフィラとして、ＴｉＯ２以外でも紫外領域に吸収を有するバンドギャップエネルギーを有する無機材料であれば適用できる。
【００２４】
【実施例】
次に、実施例をあげて本発明の効果を詳細に説明する。
【００２５】
実施例１．
ＩＣ封止に用いられるエポキシモールド樹脂を用い、トランスファーモールド法により、３０×２５×２．０ｍｍのエポキシ樹脂板を成形する。
次に、１００重量部の粒径が１．０μｍのＰＶＫ粉末と１０重量部のエポキシ樹脂バインダと３００重量部のメチルエチルケトンからなるＰＶＫ粉末の分散塗料を調製する。
前記塗料を前記樹脂板にスプレー法により塗布し、乾燥して、封止樹脂板表面に厚さ１１μｍのＰＶＫの膜を形成した試験板を作製する。
ＪＩＳ　Ｌ１０９４の規格に記載の帯電性試験方法により、前記試験板の帯電性を評価する。この方法はテストピースをコロナ放電場で帯電した後、帯電圧が１／２に減衰するまでの時間（帯電圧の半減期）を測定する半減期測定法である。
コロナ放電後の暗室内における前記試験板の帯電圧の半減期（Ｔｄ）は３００秒であり、試験板から３０ｃｍの距離から１００ｗの白熱電球による光照射時の帯電圧の半減期（Ｔｒ）は３秒であった。この結果を表１に示した。
【００２６】
実施例２、３．
表１に示す粒径のＰＶＫ粉末の分散塗料を用いた以外、実施例１と同様にして封止樹脂板表面にＰＶＫの膜を形成し、試験板を作製する。
得られた試験板について、実施例１と同様にして、ＴｄとＴｒとを求め、表１に示した。
【００２７】
【表１】
2004146730.tif 000003
【００２８】
表１から明らかなように、実施例１〜３のＰＶＫ粉末の分散塗料を塗布したＩＣパッケージでは、光照射により、封止樹脂表面の帯電が除去されるので、サージによるＩＣの破壊が防止でき、暗部では絶縁性を有しているので、ＩＣ機能を保持できる。
【００２９】
実施例４．
実施例１で用いたエポキシ樹脂板を、一酸化炭素含有率が５％のＥＣＯの２０重量部を１００重量部のアセトンに溶かしたＥＣＯ溶液に浸漬し、アセトンを揮発させ、エポキシ樹脂板の表面にＥＣＯ層を形成する。このＥＣＯ層が形成されたエポキシ樹脂板に、実施例１と同様にしてＰＶＫの膜を形成する。
前記のようにして形成された試験板について、暗室内での帯電圧の半減期（Ｔｄ）と、実施例１と同様な光照射時の帯電圧の半減期（Ｔｒ）と、１００Ｗの水銀灯による１０分間の紫外線照射後における実施例１と同様な光照射時の帯電圧の半減期（Ｔｕ）とを求め、表２に示した。
【００３０】
実施例５、６．
表２に示す一酸化炭素含有率のＥＣＯを用いた以外、実施例４と同様にしてＴｄとＴｒとＴｕとを求め表２に示した。
【００３１】
【表２】
2004146730.tif 000004
【００３２】
表２から明らかなように、実施例４〜６のＥＣＯ層とＰＶＫの膜とを設けたＩＣパッケージでは、光照射により帯電が除去されるので、サージによるＩＣの破壊が防止でき、紫外線照射後では光暴露下でも絶縁性が保持できるので、実装後、光があたる場所においてもＩＣの機能を保持できる。
【００３３】
実施例７．
エポキシ樹脂に８０重量％のＴｉＯ２の粒子をフィラとして充填したエポキシモールド樹脂を用い、トランスファーモールド法により、３０×２５×２．０ｍｍのエポキシ樹脂板を成形し、試験板とする。
得られた試験板について、Ｔｄと１００ｗの水銀灯による紫外線照射時の帯電圧の半減期（Ｔｖ）を求め、表３に示した。
【００３４】
実施例８、９．
表２に示す充填率のＴｉＯ２粒子を含有するエポキシモールド樹脂を用いた以外、実施例７と同様にして試験板を成形し、実施例７と同様にしてＴｄとＴｖを求め、表３に示した。
【００３５】
【表３】
2004146730.tif 000005
【００３６】
表３から明らかなように、実施例７〜９のエポキシモールド樹脂を用いたＩＣパッケージでは、紫外線照射により封止樹脂表面の帯電が除去されるので、サージによるＩＣの破壊が防止でき、暗部では絶縁性を有しているので、ＩＣの機能を保持できる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明に係わるＩＣパッケージは、ＩＣチップを内包したＩＣパッケージ本体と、前記ＩＣパッケージ本体から突出した複数のリードまたは前記ＩＣパッケージ本体の実装面に設けられた複数パッドとを備えたＩＣパッケージであって、ＩＣパッケージ本体の表面に光導電性膜が設けられたものであり、リード間の導通をとる導電性材料を溶剤により除去する必要がなく、また、リード間に導通材料が残存することによるＩＣ不良の発生がなく、サージによるＩＣの破壊が防止できる。
【００３８】
また、ＩＣパッケージ本体が、光半導体材料の粉末を充填した封止樹脂ものであり、ＩＣパッケージ本体となる封止樹脂表面に導電性材料を塗布する必要もなく、サージによるＩＣの破壊が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるＩＣパッケージの斜視図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２】実施の形態２における全表面にＥＣＯ層を設けたＩＣパッケージ（ａ）とリードが設けられた面にのみＥＣＯ層を設けたＩＣパッケージ（ｂ）の断面図である。
【図３】実施の形態３におけるＩＣパッケージの断面図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０　ＩＣパッケージ、１１　リード、１２　ＩＣパッケージ本体、１３　光導電性膜、１４　ダイパット、１５　ＩＣチップ、１６　ボンディングワイヤ、２１　ＥＣＯ層、３２　封止樹脂。
【図１】
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【図２】
2004146730.tif 000007
【図３】
2004146730.tif 000008