(57)【要約】【課題】表面に緩和樹脂が塗布された電子素子が基板に支持され、その全体が封止樹脂にてモールドされた樹脂封止型半導体装置において、緩和樹脂と封止樹脂との界面における剥離を防止すること。【解決手段】第１の緩和樹脂１８ａとセラミック基板１１とが接触する部位には、第１の緩和樹脂１８ａの周りを囲むように、第１の緩和樹脂１８ａと異なる樹脂からなる第１の剥離防止樹脂を配設したことを特徴としている。このような構成により、緩和樹脂１８ａと封止樹脂１７との界面に剥離が発生したとしても、第１の緩和樹脂１８ａにより、発生した剥離がセラミック基板１１の表面を伝わり、ワイヤ１６ａ、１６ｂに亀裂や断線が発生することを防止することができる。その結果、剥離による印加応力を考慮して、ワイヤ１６ａ、１６ｂに太いワイヤを用いる必要がなくなるため、ワイヤ１６ａ、１６ｂが接続される電極パッドの狭ピッチ化を実現することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に電子素子が搭載された支持基板と、
前記支持基板に搭載された前記電子素子を覆うように塗布された緩和樹脂と、
前記電子素子、前記支持基板及び前記緩和樹脂の全体を覆うようにモールドする封止樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置において、
少なくとも前記緩和樹脂と前記支持基板とが接触する部位には、前記緩和樹脂の周りを囲むように前記緩和樹脂と異なる樹脂からなる剥離防止樹脂を配設したことを特徴とする封止樹脂型半導体装置。
【請求項２】
前記剥離防止樹脂は、前記緩和樹脂の表面の全面を覆うように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の封止樹脂型半導体装置。
【請求項３】
前記支持基板における前記電子素子が搭載された面とは反対側の面は、第２の緩和樹脂を介して台座部材が接合されるものであって、
少なくとも前記第２の緩和樹脂と前記支持基板とが接触する部位及び前記第２の緩和樹脂と前記台座部材とが接触する部位には、前記第２の緩和樹脂と異なる樹脂からなる第２の剥離防止樹脂を配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の封止樹脂型半導体装置。
【請求項４】
前記第２の剥離防止樹脂は、前記第２の緩和樹脂と前記支持基板とが接触する部位及び前記第２の緩和樹脂と前記台座部材とが接触する部位に加えて、前記第２の緩和樹脂の表面の全面を覆うように配設されていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項５】
前記剥離防止樹脂は、前記支持基板と前記封止樹脂との密着力または前記台座部材と前記封止樹脂との密着力よりも、前記支持基板、前記台座部材及び前記封止樹脂との密着力が大きいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項６】
前記剥離防止樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂の何れか１つであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項７】
前記支持基板は外部端子とワイヤにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１つに記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項８】
前記電子素子は厚膜抵抗体であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１つに記載の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に緩和樹脂が塗布された電子素子が基板に支持され、その全体が封止樹脂にてモールドされた樹脂封止型半導体装置に関し、特にその緩和樹脂と封止樹脂との界面における剥離防止に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種の樹脂封止型半導体装置としては、図５に示されるように、金属製の放熱基板１の上面に載置された半導体チップ２及び回路基板３は、エポキシ樹脂等からなる樹脂封止体４により封止され保護される。
【０００３】
アルミナ等から成る回路基板３の上面には、フリップチップと称する半導体チップ５及び配線導体６等を含む電気回路が構成されている。この電気回路と半導体チップ２との間は、リード細線８ａ、８ｂを介して電気的に接続される。
【０００４】
ところで、放熱基板１、回路基板３及び樹脂封止体４の各熱膨張係数は大きく異なるため、半導体チップ５の発熱時等に熱膨脹係数差に起因して発生する熱応力により、半導体チップ２及びリード細線８ａ、８ｂに物理的変化が発生し、電子部品の電気的特性が劣化することがあった。
【０００５】
そこで、この熱膨脹係数差に起因して発生する熱応力を緩和するために、回路基板３上に、保護樹脂９を被覆したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２９８４８０４号（第２項左欄７行−３２行、図５）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的には、熱応力を緩和するための保護樹脂９とエポキシ樹脂４は密着力が小さいため、保護樹脂９とエポキシ樹脂４との界面に剥離が発生してしまうという問題がある。
【０００８】
そして、保護樹脂９とエポキシ樹脂４との界面に発生した剥離は、エポキシ樹脂４と回路基板３とが接触する部位を起点として、回路基板３の表面を伝わりリード細線８ａ、８ｂに伝わってしまうと、剥離により発生する応力により、リード細線８ａ、８ｂに亀裂が発生してしまったり、更には、リード細線８ａ、８ｂが断線してしまう恐れがある。
【０００９】
その結果、リード細線８ａ、８ｂに、例えば３００μｍ程度の太いワイヤを用いる必要があるため、リード細線８ａ、８ｂが接続される電極パッド（図示せず）のピッチが広くなってしまうという問題がある。
【００１０】
さらに、保護樹脂９とエポキシ樹脂４との界面に発生した剥離は、回路基板３の表面を伝わり回路基板３の端部まで伝わってしまうと、剥離により発生する応力により、回路基板３を起点としてエポキシ樹脂４にクラックが発生してしまう恐れがある。
【００１１】
その結果、エポキシ樹脂４に発生したクラックから水等の異物が侵入することにより、例えば、電子部品の電気的特性が劣化してしまうという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、表面に緩和樹脂が塗布された電子素子が基板に支持され、その全体が封止樹脂にてモールドされた樹脂封止型半導体装置において、緩和樹脂と封止樹脂との界面における剥離を防止することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置は、一面側に電子素子が搭載された支持基板と、前記支持基板に搭載された前記電子素子を覆うように塗布された緩和樹脂と、前記電子素子、前記支持基板及び前記緩和樹脂の全体を覆うようにモールドする封止樹脂とを備えた樹脂封止型半導体装置において、少なくとも前記緩和樹脂と前記支持基板とが接触する部位には、前記緩和樹脂の周りを囲むように前記緩和樹脂と異なる樹脂からなる剥離防止樹脂を配設したことを特徴としている。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、少なくとも前記緩和樹脂と前記支持基板とが接触する部位には剥離防止樹脂を配設しているため、緩和樹脂と封止樹脂との界面に剥離が発生したとしても、この剥離防止樹脂により、発生した剥離が支持基板の表面を伝わることを防止することができる。
【００１５】
請求項２に記載の樹脂封止型半導体装置は、前記剥離防止樹脂は前記緩和樹脂の表面の全面を覆うように配設されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加えて、剥離防止樹脂を配設する位置の精度等を簡素化することができるため、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の樹脂封止型半導体装置は、前記支持基板における前記電子素子が搭載された面とは反対側の面は、第２の緩和樹脂を介して台座部材が接合されるものであって、少なくとも前記第２の緩和樹脂と前記支持基板とが接触する部位及び前記第２の緩和樹脂と前記台座部材とが接触する部位には、前記第２の緩和樹脂と異なる樹脂からなる第２の剥離防止樹脂を配設したことを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、少なくとも前記第２の緩和樹脂と前記支持基板とが接触する部位及び前記第２の緩和樹脂と前記台座部材とが接触する部位には第２の剥離防止樹脂を配設しているため、緩和樹脂と封止樹脂との界面に剥離が発生したとしても、この第２の剥離防止樹脂により、発生した剥離が支持基板や台座部材の表面を伝わることを防止することができる。
【００１９】
請求項４に記載の樹脂封止型半導体装置は、前記第２の剥離防止樹脂は、前記第２の緩和樹脂と前記支持基板とが接触する部位及び前記第２の緩和樹脂と前記台座部材とが接触する部位に加えて、前記第２の緩和樹脂の表面の全面を覆うように配設されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の効果に加えて、剥離防止樹脂を配設する位置の精度等を簡素化することができるため、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００２１】
上記請求項１乃至４に記載の剥離防止樹脂としては、請求項５に記載のように、前記支持基板と前記封止樹脂との密着力または前記台座部材と前記封止樹脂との密着力よりも、前記支持基板、前記台座部材及び前記封止樹脂との密着力が大きいことを特徴とする樹脂を用いることができる。具体的には、請求項６に記載のように、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂の何れか１つを用いることができる。
【００２２】
また、請求項７に記載のように、前記支持基板は外部端子とワイヤにより電気的に接続されている構造においては、緩和樹脂と封止樹脂との界面に剥離が発生した場合、この剥離によってワイヤに加わる変位量が大きくなりワイヤに亀裂や断線が発生してしまうことがあるため、請求項７に記載のような構造において本発明を適用すると、上述の効果をより発揮することができる。
【００２３】
また、請求項８に記載のように、前記電子素子は厚膜抵抗体である構造においては、封止樹脂の膨張により厚膜抵抗体の抵抗値が変動してしまうことがあるため、その表面に緩和樹脂を塗布して抵抗値変動を抑制することが行われる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した各実施形態を図面に従って説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１（ａ）に本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置２０の断面構造を示し、図１（ｂ）に図１（ａ）におけるＡ部拡大図を示す。
【００２６】
まず、図１（ａ）に示されるように、回路基板である一枚のセラミック基板１１上には、比較的端子数の多いロジックＩＣやメモリＩＣ等のＩＣ１２と厚膜抵抗１３が搭載されている。なお、図示しないが、セラミック基板１１上には、ＩＣ１２及び厚膜抵抗１３の他に、比較的端子数の少ないＩＧＢＴあるいはダイオードチップ等のパワーチップが搭載されている。
【００２７】
このＩＣ１２は、セラミック基板１１上に形成された電極パッド（図示せず）と、ワイヤボンディングによるワイヤ１６ａにて電気的に接続されている。
【００２８】
そして、ＩＣ１２や厚膜抵抗１３が搭載されたセラミック基板１１は、銅（Ｃｕ）からなるリードフレーム１４（本発明で言う、台座部材）に、シリコーンゴム等からなる軟質の第２の緩和樹脂１８ｂを介して接合されている。
【００２９】
また、セラミック基板１１におけるＩＣ１２や厚膜抵抗１３が搭載された面には電極パッド（図示せず）が形成されており、この電極パッドとリードピン１５とは、ワイヤボンディングによるワイヤ１６ｂにて電気的に接続されている。
【００３０】
そして、厚膜抵抗１３の表面には、シリコーンゴム等からなる軟質の第１の緩和樹脂１８ａが塗布されており、リードフレーム１４、セラミック基板１１及びワイヤ１６ｂの全体は、エポキシ系樹脂等からなる硬質の封止樹脂１７によりモールド封止されている。
【００３１】
なお、これら各樹脂１７〜１９の熱膨張係数率は、封止樹脂１７が約１０ｐｐｍ、緩和樹脂１８ａ、１８ｂが数百ｐｐｍである。
【００３２】
ここで、本発明では、図１（ａ）のＡ部拡大図である図１（ｂ）に示されるように、第１の緩和樹脂１８ａとセラミック基板１１とが接触する部位には、第１の緩和樹脂１８ａの周りを囲むように、第１の緩和樹脂１８ａと異なる樹脂からなる第１の剥離防止樹脂１９（本発明で言う、剥離防止樹脂）を配設したことを特徴としている。なお、この第１の剥離防止樹脂１９は、ポリアミド樹脂からなり、第１の緩和樹脂１８ａの周りに環状に配設されている。
【００３３】
このような構成にしたことにより、第１の緩和樹脂１８ａと封止樹脂１７との界面に剥離が発生したとしても、第１の剥離防止樹脂１９により、発生した剥離がセラミック基板１１の表面を伝わり、ワイヤ１６ａ、１６ｂに亀裂や断線が発生することを防止することができる。
【００３４】
その結果、剥離による印加応力を考慮して、ワイヤ１６ａ、１６ｂに太いワイヤを用いる必要がなくなるため、ワイヤ１６ａ、１６ｂが接続される電極パッドの狭ピッチ化を実現することができる。
【００３５】
さらに、上記理由により、封止樹脂１７の内部にクラックが発生することも防止することができるため、クラックから侵入する異物によって、ＩＣ１２や厚膜抵抗１３の特性が劣化してしまうことを防止することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図２（ａ）に本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置２０の断面構造を示し、図２（ｂ）に図２（ａ）におけるＢ部拡大図を示す。
【００３７】
本実施形態の半導体装置の構成は、上記第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と同等な構成については同様の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
上記第１実施形態では、第１の緩和樹脂１８ａの周りを囲むように第１の剥離防止樹脂１９を配設しているが、本実施形態では、図２（ａ）におけるＢ部拡大図を示す図２（ｂ）に示されるように、第１の緩和樹脂１８ａの表面の全面に第１の剥離防止樹脂１９を配設したことを特徴としている。
【００３９】
このような構成にしたことにより、上記第１実施形態で説明した効果に加えて、第１実施形態と比較して、第１の剥離防止樹脂１９を配設する位置の精度等を簡素化することができるため、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図３（ａ）に本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置２０の断面構造を示し、図３（ｂ）に図３（ａ）におけるＣ部拡大図を示す。
【００４１】
本実施形態の半導体装置の構成は、上記第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と同等な構成については同様の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４２】
本実施形態では、図３（ａ）におけるＣ部拡大図を示す図３（ｂ）に示されるように、第２の緩和樹脂１８ｂとセラミック基板１１とが接触する部位及び第２の緩和樹脂１８ｂとリードフレーム１４とが接触する部位には、第２の緩和樹脂１８ｂと異なる樹脂からなる第２の剥離防止樹脂１９（本発明で言う、第２の剥離防止樹脂）を配設したことを特徴としている。なお、この第２の剥離防止樹脂１９は、ポリアミド樹脂からなり、環状に配設されている。
【００４３】
このような構成にしたことにより、第２の緩和樹脂１８ｂとセラミック基板１１とが接触する部位及び第２の緩和樹脂１８ｂとリードフレーム１４とが接触する部位においても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
（第４実施形態）
図４（ａ）に本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置２０の断面構造を示し、図４（ｂ）に図４（ａ）におけるＤ部拡大図を示す。
【００４５】
本実施形態の半導体装置の構成は、上記第３実施形態とほぼ同様であるため、第３実施形態と同等な構成については同様の符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
上記第３実施形態では、第２の緩和樹脂１８ｂとセラミック基板１１とが接触する部位及び第２の緩和樹脂１８ｂとリードフレーム１４とが接触する部位にのみ第２の剥離防止樹脂１９を配設しているが、本実施形態では、図４（ａ）におけるＤ部拡大図を示す図４（ｂ）に示されるように、第２の緩和樹脂１８ｂとセラミック基板１１とが接触する部位及び第２の緩和樹脂１８ｂとリードフレーム１４とが接触する部位に加えて、第２の緩和樹脂１８ｂの表面の全面に第２の剥離防止樹脂１９を配設したことを特徴としている。
【００４７】
このような構成にしたことにより、上記第３実施形態で説明した効果に加えて、第３実施形態と比較して、第２の剥離防止樹脂１９を配設する位置の精度等を簡素化することができるため、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４８】
（他の実施形態）
また、必要に応じて、上記第１、２実施形態と第３、４実施形態とを組み合わせてもよい。
【００４９】
つまり、第１、２実施形態のように、第１の緩和樹脂１８ａとセラミック基板１１とが接触する部位に第１の剥離防止樹脂１９を配設しつつ、第３、４実施形態のように、第２の緩和樹脂１８ｂとセラミック基板１１とが接触する部位及び第２の緩和樹脂１８ｂとリードフレーム１４とが接触する部位にのみ第２の剥離防止樹脂１９を配設する構成としてもよい。それによって、上記両実施形態の効果を発揮することができる。
【００５０】
尚、本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、様々な態様に適用可能である。
【００５１】
例えば、上記第１乃至４実施形態では、剥離防止樹脂としてポリアミド樹脂を用いた構造について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂等の樹脂を用いてもよい。つまり、剥離防止樹脂としては、セラミック基板１１と封止樹脂１７との密着力またはリードフレーム１４と封止樹脂１７との密着力よりも、セラミック基板、リードフレーム１４及び封止樹脂１７との密着力が大きい樹脂であればよい。
【００５２】
また、上記第１乃至４実施形態では、台座部材としてリードフレーム１４を用いた構造について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、リードフレーム１４に加えて、一面側が外部に露出した放熱用のヒートシンクを用いた構造であってもよい。
【００５３】
また、上記第１乃至４実施形態では、セラミック基板１１上に複数の電子素子が搭載された混成集積回路装置について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、セラミック基板１１上に１つの電子素子が搭載された構造であってもよく、リードフレーム１４上にセラミック基板１１を介さずに電子素子が直接搭載された構造であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面構造を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部拡大図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面構造を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部拡大図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面構造を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ部拡大図である。
【図４】（ａ）は本発明の第４実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の断面構造を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＤ部拡大図である。
【図５】従来の樹脂封止型半導体装置の断面構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
１１…セラミック基板、
１２…ロジックＩＣやメモリＩＣ等のＩＣ、
１３…厚膜抵抗、
１４…リードフレーム、
１５…リードピン保持部、
１６ａ、１６ｂ…ワイヤ、
１７…封止樹脂、
１８ａ、１８ｂ…緩和樹脂、
１９…剥離防止樹脂、
２０…樹脂封止型半導体装置。
【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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