(57)【要約】      （修正有）【課題】リードを有し且つ内部に微細なパターンを有する回路モジュールを提供する。【解決手段】本発明の回路モジュール１０Ａは、外部との電気的入出力を行う端子となるリード１１と、リード１１と電気的に接続された第１の回路素子２２が第１の封止樹脂２３で封止された回路装置２０Ａと、リード１１に形成されたアイランド１２に固着された第２の回路素子１６と、回路装置２０Ａおよび第２の回路素子１６を封止する第２の封止樹脂１５とを有し、回路装置２０Ａは、リード１１同士の間隔よりも狭い間隔の導電パターン２１を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部との電気的入出力を行う端子となるリードと、前記リードと電気的に接続された第１の回路素子が第１の封止樹脂で封止された回路装置と、前記リードに形成されたアイランドに固着された第２の回路素子と、前記回路装置および前記第２の回路素子を封止する第２の封止樹脂とを有し、
前記回路装置は、前記リード同士の間隔よりも狭い間隔の導電パターンを有することを特徴とする回路モジュール。
【請求項２】
前記回路装置は、ロウ材から成る接続部を介して、前記リードと電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。
【請求項３】
前記回路装置は電極が露出する面を上面にして載置され、金属細線を介して、前記リードと電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。
【請求項４】
前記回路装置の下方を、前記リードが延在することを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。
【請求項５】
前記導電パターンは多層の配線構造を有することを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。
【請求項６】
前記第２の回路素子は、前記第１の回路素子よりも発熱量の大きい半導体素子であることを特徴とする請求項１記載の回路モジュール。
【請求項７】
外部との電気的入出力を行う端子となるリードと、前記リードと電気的に接続された第１の回路素子が実装された実装基板と、前記リードに形成されたアイランドに固着された第２の回路素子と、前記実装基板、前記第１の回路素子および前記第２の回路素子を封止する封止樹脂とを有し、
前記実装基板は、前記リード同士の間隔よりも狭い間隔の導電パターンを有することを特徴とする回路モジュール。
【請求項８】
前記実装基板の導電パターンは、ロウ材から成る接続部を介して、前記リードと電気的に接続されることを特徴とする請求項７記載の回路モジュール。
【請求項９】
前記実装基板の導電パターンは、金属細線を介して、前記リードと電気的に接続されることを特徴とする請求項７記載の回路モジュール。
【請求項１０】
前記実装基板の下方を、前記リードが延在することを特徴とする請求項７記載の回路モジュール。
【請求項１１】
前記実装基板は多層に形成されることを特徴とする請求項７記載の回路モジュール。
【請求項１２】
前記第２の回路素子は、前記第１の回路素子よりも発熱量の大きい半導体素子であることを特徴とする請求項７記載の回路モジュール。
【請求項１３】
回路素子が第1の封止樹脂で封止された回路装置と、前記回路装置を封止する第２の封止樹脂と、前記回路装置と電気的に接続されて前記第２の封止樹脂から外部に導出するリードとを具備し、
前記第２の封止樹脂の熱膨張係数は、前記第１の封止樹脂の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする回路モジュール。
【請求項１４】
前記リードの一端は、前記第２の封止樹脂の内部で前記回路装置に接続され、
前記リードの他端は、前記第２の樹脂から外部に導出して外部の基板に固着されることを特徴とする請求項１３記載の回路モジュール。
【請求項１５】
表面に導電パターンが形成された実装基板を具備し、
前記回路装置は、前記実装基板の前記導電パターンに電気的に接続され、
前記リードは、前記導電パターンを介して前記回路装置と接続されることを特徴とする請求項１３記載の回路モジュール。
【請求項１６】
前記実装基板の表面および裏面には、第1の導電パターンおよび第２の導電パターンが形成され、
前記第１の導電パターンが前記回路装置に電気的に接続され、
前記第２の導電パターンが前記第２の封止樹脂から外部に露出することを特徴とする請求項１５記載の回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路モジュールに関し、特に、外部端子としてのリードを有する回路モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９を参照して、従来型の回路装置１００の構成について説明する。図９（Ａ）は回路装置１００の平面図であり、図９（Ｂ）はその断面図である（特許文献１参照）。
【０００３】
回路装置１００の中央部には導電材料から成るランド１０２が形成され、ランド１０２の周囲には多数個のリード１０１の一端が接近している。リード１０１の一端は金属細線１０５を介して半導体素子１０４と電気的に接続され、他端は封止樹脂１０３から露出している。封止樹脂１０３は、半導体素子１０４、ランド１０２およびリード１０１を封止して一体に支持する働きを有する。
【０００４】
また、半導体素子１０４が高出力のものである場合は、半導体素子１０４から発生する熱を効率よく外部に放出するためにも、電流容量を確保するためにも、リード１０１は太く形成される。
【０００５】
一方、ＳＩＰ（System In Package）と呼ばれる薄型のパッケージが最近開発されている。このＳＩＰでは、一般には、フレキシブルシート等を基板にして、その上に素子が実装されており、全体がモールドされている。また、このパッケージの裏面には、数多くの外部接続電極が形成され、半田ボールが固着されている。
【特許文献１】特開平１１−３４０２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、リードフレーム型のパッケージでは、ＬＳＩおよびＴＲ等の能動素子、チップコンデンサ等の受動素子を一度に組み込むことができない問題があった。これは、各々の素子を電気的に接続するのに、リードフレームでは困難であるからである。
【０００７】
一方、ＳＩＰ型のパッケージでは、ＬＳＩおよびＴＲ等の能動素子、チップコンデンサ等の受動素子を、１つのパッケージに組み込むことが可能である。しかし、薄型で小型であること故に、半田ボールが小さい。このため、プリント基板等にＳＩＰを実装すると、実装基板とパッケージとの熱膨張係数の違いにより、半田ボールにクラックが発生してしまう問題があった。また、車載等の熱が発生する雰囲気で、高機能の半導体素子としてＳＩＰを実現すると、放熱、電気的接続の点で問題が発生する。
【０００８】
更には、上述したような回路装置１００では、厚い金属板を加工することにより、個々のリード１０１を太く形成していた。従って、０．５ｍｍ程度の厚さを有するリード１０１を形成した場合、リード１０１同士の間隔も０．５ｍｍ以上と成ってしまう。このことから、リード１０１を用いて、回路装置内部に複雑な電気回路を構成できない問題があった。
【０００９】
本発明は上述した問題点を鑑みて成されたものであり、本発明の主な目的は、リードを有し且つ内部に微細なパターンを有する回路モジュールを提供することにある。更に、本発明の目的は、リードフレームを採用して実装基板との応力を吸収しつつ、高機能のシステムを内在させた回路モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回路モジュールは、外部との電気的入出力を行う端子となるリードと、前記リードと電気的に接続された第１の回路素子が第１の封止樹脂で封止された回路装置と、前記リードに形成されたアイランドに固着された第２の回路素子と、前記回路装置および前記第２の回路素子を封止する第２の封止樹脂とを有し、前記回路装置は、前記リード同士の間隔よりも狭い間隔の導電パターンを有することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明の回路モジュールは、外部との電気的入出力を行う端子となるリードと、前記リードと電気的に接続された第１の回路素子が実装された実装基板と、前記リードに形成されたアイランドに固着された第２の回路素子と、前記実装基板、前記第１の回路素子および前記第２の回路素子を封止する封止樹脂とを有し、前記実装基板は、前記リード同士の間隔よりも狭い間隔の導電パターンを有することを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の回路モジュールは、回路素子が第1の封止樹脂で封止された回路装置と、前記回路装置を封止する第２の封止樹脂と、前記回路装置と電気的に接続されて前記第２の封止樹脂から外部に導出するリードとを具備し、前記第２の封止樹脂の熱膨張係数は、前記第１の封止樹脂の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の回路モジュールは、外部端子として機能するリードと、このリードと電気的に接続された回路装置とを有する。更に、前記リード同士の間隔よりも、前記回路装置が有する導電パターン同士の間隔の方が狭く成っている。従って、本発明の回路モジュールは、太く形成されたリードを有することにより大きな電流容量と良好な放熱性を有し、且つ、前記導電パターンにより微細な電気回路を構成することができる。
【００１４】
更に本発明の回路モジュールは、内蔵される回路装置を構成する第１の封止樹脂よりも、全体を封止する第２の封止樹脂の熱膨張係数を大きくしている。従って、回路モジュール全体の熱膨張係数を、モジュールが実装される基板に近似させることができる。このことから、熱応力を低減させることができ、回路モジュールの接続信頼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】
【００１５】
図１を参照して、本発明の回路モジュール１０Ａの構成を説明する。図１（Ａ）は回路モジュール１０Ａの平面図であり、図１（Ｂ）はその断面図である。
【００１６】
図からも判るように、本発明の回路モジュール１０Ａは、外部接続電極が設けられたＳＩＰ等の薄型の回路装置を、リードフレームに実装して樹脂封止したものである。この構成により、数多くの素子が一度に実装可能となり、裏面にしか外部電極が設けられない回路装置を、リードを採用したモジュールとして実現できる。この回路モジュール１０Ａをプリント基板、セラミック基板、または金属基板（以下、実装基板と呼ぶ）に実装しても、リード１１により熱応力が低減され、更に、放熱性も向上される。
【００１７】
回路モジュール１０Ａは、リード１１の上に、回路装置２０Ａが実装されている。また、パワー系の半導体素子（パワーＭＯＳ、ＩＧＢＴ、パワーＩＣ）は、回路装置２０Ａとは別に、アイランド１２の上にベアチップで実装されている。
【００１８】
例えば、インバーターの６個のスイッチングトランジスタと、これらを駆動させる駆動回路が回路モジュール１０Ａに内蔵される場合を考える。この場合、６個のトランジスタはアイランド１２に実装される。そして、複数の素子から成る複雑な駆動回路は、回路装置２０Ａとしてパッケージされる。この構成により、リードフレームのみでは実現できない複雑で高機能な回路を回路装置２０Ａとして実現でき、放熱必要な素子は、リードを採用することで放熱が可能となる。しかも、実装基板に回路モジュール１０Ａを実装しても、回路装置２０Ａがリードに電気的に接続しているために、接続不良等の信頼性低下を招かない。
【００１９】
具体的には、裏面に接続部１４が形成された回路装置２０Ａがある。更に、この回路装置２０Ａの裏面に相当する部分には、複数のリード１１が設けられている。また、放熱を必要とする第２の回路素子１６のために、アイランド１２が設けられている。更に、このアイランド１２の周囲にもリード１１が設けられている。ここで、アイランド１２は、リード１１と一体でなり、グランドリードとしても機能している。
【００２０】
リード１１は、一端が第２の封止樹脂１５から外部に導出して、外部との電気的入出力を行う端子として機能する。リード１１の他端付近は、回路モジュールに内蔵される素子と電気的に接続される。また、リード１１は、モジュールに内蔵される素子から発生する熱を積極的に外部に放出するために、更に、大きな電流容量を確保するために、その断面は大きく形成されている。例えば、リード１１の断面を０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度にすると、電流容量の確保、および、放熱性の向上を充分に行うことができる。また、リード１１は、厚い金属板を加工することにより形成される。リード１１の加工方法としては、金型を用いた打ち抜き加工、または、エッチングを挙げることができる。このことから、リード１１同士の間隔をその厚さに比べて極めて狭くすることが難しく、実際は、リード１１同士の間隔はその厚さと同程度（例えば０．５ｍｍ以上）に形成される。リード１１の材料としては、銅、鉄、ニッケル、アルミ、または、これらの合金を全般的に採用することができる。ここでは、リード１１は、モジュールの対向する辺から外部に導出しているが、４方向または１方向に導出させることもできる。
【００２１】
更に、リード１１は、回路装置２０Ａの下方を延在することができる。具体的には、図１（Ａ）を参照して、リード１１Ｅの一方の端部は、紙面上では第２の封止樹脂１５の上方の側辺から外部に導出している。そして、リード１１Ｅの他方の端部は、回路装置２０Ａの下方を延在して、リード１１Ｅが導出する方向とは逆の方向（紙面では下方）の、回路装置２０Ａの周辺部に形成された接続部１４Ａに接続している。
【００２２】
また、図１（Ａ）を参照して、リード１１Ｆとリード１１Ｇとは、回路モジュール１０Ａの相対向する辺から導出しているが、回路装置２０Ａの下方で両リードは連結されている。このように、回路装置２０Ａの下方にて、リード１１を延在させることにより、リード１１の配線設計の自由度を向上させることができる。
【００２３】
接続部１４は、半田等のロウ材から成り、回路装置２０Ａとリード１１とを機械的にも電気的にも接続させる働きを有する。更に、接続部１４の材料としては、ＡｇペーストやＣｕペースト等の導電性ペーストを採用することもできる。回路装置２０Ａのリード１１への実装は、回路装置２０Ａの裏面に形成された接続部１４を溶融するリフローの工程で行うことができる。具体的には、接続部１４が接触する箇所のリード１１の表面にフラックスを塗布して、所望の箇所に回路装置２０Ａを載置した後に、リフローを行うことで、回路装置２０とリード１１Ａとの接合を行うことができる。
【００２４】
第２の封止樹脂１５は、リード１１、回路装置２０Ａ、第２の回路素子１６、および、金属細線１３を被覆している。そして、第２の封止樹脂１５からは、リード１１が導出されて、外部との電気的入出力端子として機能する。
【００２５】
回路装置２０Ａは、回路モジュール１０Ａに内蔵され、半田等のロウ材から成る接続部１４を介してリード１１に機械的且つ電気的に接続されている。回路装置２０Ａは支持基板を不要にした形状であり、薄型のパッケージである。ここで、回路装置２０Ａは、導電パターン２１と、導電パターン２１上に載置された第１の回路素子２２と、導電パターン２１の裏面を露出させて第１の回路素子２２を封止する第１の封止樹脂２３とから主に成る。ここでは、ＬＳＩチップである半導体素子が第１の回路素子２２として採用され、金属細線２５を介して、第１の回路素子２２と導電パターン２１とが電気的に接続されている。従って、第１の回路素子２２は、金属細線２５、導電パターン２１、および、接続部１４を介して、リード１１と電気的に接続されている。
【００２６】
導電パターン２１は、上述したリード１１に用いられる金属と同様のものを採用することができる。ここでは、導電パターン２１は、半導体素子である第１の回路素子２２が載置されるダイパッドと、金属細線２５がボンディングされるボンディングパッドとを形成している。また、所望の回路を回路装置２０Ａ内部に構成するための配線部が、導電パターン２１により形成されても良い。そして、リード１１との接続を行う接続部１４は、導電パターン２１の裏面に形成される。ここで、導電パターン２１同士の間隔は、例えば１５０μｍ程度であり、それ以下の微細なパターンを形成することも可能である。
【００２７】
回路装置２０Ａの裏面は、接続部１４が形成される箇所を除いて、レジスト２６により被覆されている。従って、このレジスト２６により、半田等のロウ材から成る接続部１４の平面的大きさを規制することができる。更に、レジスト２６により、導電パターン２１の裏面とリード１１との電気的絶縁を行うことができる。
【００２８】
第２の回路素子１６は、リード１１Ａに形成されたアイランドに固着されている。上述したように、リード１１Ａが太く形成されているので、第２の回路素子１６としてパワー系の半導体素子を採用した場合でも、大電流を扱うことが可能であり、更に、第２の回路素子１６から発生する熱を外部に放出させることができる。また、第２の回路素子１６としては、半導体素子以外の素子も採用可能であり、チップ抵抗やチップコンデンサの他、受動素子や能動素子を全般的に採用することも可能である。第２の回路素子１６は、その裏面がアイランドに固着され、その表面に形成された電極と他のリード１１とが金属細線１３を介して接続されている。
【００２９】
更に、図１（Ａ）では、アイランド１２とリード１１Ａとは連結されているが、アイランド１２をリード１１Ａから分離させて形成しても良い。このことにより、アイランド１２に固着される第２の回路素子１６の裏面を、リード１１から独立させることができる。
【００３０】
更に、第２の回路素子１６は、回路装置２０Ａに内蔵される第１の回路素子２２よりも発熱が大きい素子が採用される。例えば、第２の回路素子１６としてパワー系の半導体素子を採用し、この第２の回路素子を制御するＬＳＩチップを第１の回路素子２２として採用することもできる。
【００３１】
本発明のポイントは、ＳＩＰ型のパッケージの裏面に外部接続電極がある回路装置２０Ａを、リードフレーム１１に実装することにある。これにより、回路装置２０Ａを直接実装基板に固着しないために、実装基板の熱膨張による半田クラック等の信頼性低下を防止できる。また、パワー素子である第２の回路素子１６は、リードフレーム１１と連続するアイランド１２に固着されて、第２の封止樹脂１５にて封止されている。この結果、第２の回路素子１６から発生する熱を良好に放熱できる。更に、リードフレームでは実現できない複雑な導電パターンを回路装置２０Ａの中に実現できる。
【００３２】
更に、回路装置２０Ａがロウ材である接続部１４を介してリード１１に固着される場合、この接続部１４は第２の封止樹脂１５により包囲される。第２の封止樹脂１５は、例えば高熱で封止されるため、接続部１４に圧縮の力を与え続ける。このことにより、接続部１４のクラックの防止にも効果がある。
【００３３】
更に、本発明のポイントは、リード１１同士の間隔よりも、回路装置２０Ａ内部の導電パターン２１同士の間隔が狭いことに有る。具体的には、リード１１は太く形成され、導電パターン２１は微細に形成されている。即ち、リード１１が太く形成されることで、電流容量の確保および放熱性の向上を行う。そして、導電パターン２１が微細に形成されることで、複雑な電気回路を構成するためのパターンの引き回しが可能になり、交差する配線を実現することができる。具体的には、導電パターン２１どうしが離間する距離は、１５０μｍ程度以下にすることができる。また、リード１１同士を接続する配線部を回路装置２０Ａに内蔵させることも可能である。例えば、図１（Ａ）を参照して、リード１１Ｂとリード１１Ｄとを電気的に接続する配線部を、同図に示す点線の経路に形成することができる。
【００３４】
更に、図１（Ｃ）を参照して、ここでは、回路装置２０Ａ内部に於いて第１の回路素子２２がフリップチップで実装されている。即ち、第1の回路素子２２はバンプ電極２５Ｂを介して、導電パターン２１と電気的に接続されている。
【００３５】
図２を参照して、他の形態の回路モジュール１０Ａの構造を説明する。図２（Ａ）−図２（Ｄ）は、各形態の回路モジュール１０Ａの構造を説明する断面図である。これらの回路モジュールの基本的構造は図１を参照して説明したものと同様であるので、以下は相違点を中心に説明する。
【００３６】
図２（Ａ）を参照して、ここでは、回路装置２０Ｂは、支持基板２８を有している。具体的には、支持基板２８の表面に導電パターン２１が形成され、導電パターン２１と電気的に接続された第１の回路素子２２は、第１の封止樹脂２３により被覆されている。また、導電パターン２１は、支持基板２８の裏面にも延在する。そして、接続部１４を介して、導電パターン２１とリード１１とは電気的に接続されている。支持基板２８としては、樹脂製の基板、セラミック製の基板等を全般的に採用することができる。
【００３７】
図２（Ｂ）を参照して、ここでは、回路装置２０Ｃは、第１の導電パターン２１Ａおよび第２の導電パターン２１Ｂから成る多層の配線構造を有する。第１の導電パターン２１Ａと第２の導電パターン２１Ｂとは、絶縁層を介して積層され、所望の箇所で、絶縁層を貫通して接続されている。第１の導電パターン２１Ａは、金属細線２５を介して第１の回路素子２２と接続され、第２の導電パターン２１Ｂは、接続部１４を介してリード１１と固着されている。特に第１の導電パターン２１Ａは、導電パターン２１Ａ同士の間隔を５０μｍ程度にでき、微細なパターンを形成することができる。
【００３８】
図２（Ｃ）を参照して、ここでは、第１の回路素子２２として、半導体素子２２Ａとチップ素子２２Ｂとが採用されている。即ち、回路装置２０Ｄに複数個の素子を内蔵させることが可能であり、内蔵される素子としては、能動素子と受動素子とを全般的に採用することができる。能動素子としては、トランジスタ、ダイオード、ＩＣチップ等が採用される。また、受動素子としては、チップ抵抗、チップコンデンサ等が採用される。更に、回路装置２０Ｄを、電気的に接続された複数個の第１の回路素子２２によりシステムが構築されたＳＩＰ（System In Package）とすることもできる。
また、回路モジュール１０Ａに複数個の素子が内蔵される場合に於いて、大電流が流れる素子を第２の回路素子１６としてリード１１Ａのアイランド１２上に固着し、他の素子を第１の回路素子２２として回路装置２０に内蔵させることもできる。
【００３９】
図２（Ｄ）を参照して、ここでの回路モジュールは、外部との電気的入出力を行う端子となるリード１１と、リード１１Ａと電気的に接続された第１の回路素子２２が実装された実装基板２７とを有する。また、リード１１Ａに形成されたアイランド１２には、第２の回路素子１６が固着されている。更に、実装基板２７、第１の回路素子２２および第２の回路素子１６は、封止樹脂により封止されている。そして、実装基板２７は、リード１１同士の間隔よりも狭い間隔の導電パターン２１を有する構成と成っている。
【００４０】
上記のように、同図に示す回路モジュールの基本的構成は、図１と同様であり、相違点は、第１の回路素子２２としての半導体素子２２Ａおよびチップ素子２２Ｂが、実装基板２７上に実装されている点にある。
【００４１】
即ち、実装基板２７の表面に形成れた微細な導電パターン２１上に、第１の回路素子２２としての半導体素子２２Ａおよびチップ素子２２Ｂが固着されている。そして、実装基板２７を貫通して、実装基板２７の裏面に延在した導電パターン２１は、接続部１４によりリード１１と電気的に接続している。従って、第１の回路素子２２が実装された実装基板２７は、図１に示す回路装置２０Ａに相当するものである。実装基板２７としては、樹脂製の基板、セラミック製の基板等を全般的に採用することができる。また、実装基板２７内部に、多層の配線構造を形成しても良い。
【００４２】
図３を参照して、他の形態の回路モジュール１０Ｂの構造を説明する。図３（Ａ）は回路モジュール１０Ｂの平面図であり、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）はその断面図である。
【００４３】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、回路装置２０Ａは、導電パターン２１の裏面が露出する面を上面にして、回路モジュール１０Ｂに内蔵されている。そして、導電パターン２１の裏面とリード１１とは金属細線１３を介して電気的に接続されている。そして、回路装置２０Ａは、接着剤等を介してランド２９に固着されている。このランド２９の大きさは、回路装置２０Ａよりも大きくても良いし、小さくても良い。
【００４４】
金属細線１３の材料としてアルミを採用する場合は、導電パターン２１の裏面およびリード１１の表面にメッキ膜を形成せずに、直にワイヤボンディングを行うことができる。このことにより、製造工程および構成の簡略化を行うことができる。
【００４５】
また、図３（Ａ）を参照して、金属細線１３Ａにより、回路装置２０Ａの導電パターン２１の裏面と、第２の回路素子１６とは電気的に接続されている。本願の構成により、回路装置２０Ａと第２の回路素子１６とをこのように直に接続することができる。
【００４６】
図４を参照して、他の形態の回路モジュール１０Ｂの構造を説明する。図４（Ａ）−図４（Ｄ）は、各形態の回路モジュール１０Ｂの構造を説明する断面図である。これらの回路モジュールの基本的構造は図３を参照して説明したものと同様である。
【００４７】
図４（Ａ）を参照して、ここでは、支持基板２８を有する回路装置２０Ｂが、回路モジュール１０Ｂに内蔵されている。そして、支持基板２８の裏面（ここでは上面）の導電パターン２１とリード１１とが金属細線１３により電気的に接続されている。
【００４８】
図４（Ｂ）を参照して、ここでは、第１の導電パターン２１Ａおよび第２の導電パターン２１Ｂとから成る多層の配線構造を有する回路装置２０Ｃが、回路モジュール１０Ｂに内蔵されている。回路装置２０Ｃの上面に露出する第２の導電パターン２１Ｂとリード１１とが金属細線１３により電気的に接続されている。
【００４９】
図４（Ｃ）を参照して、回路装置２０Ｄには、複数個の第１の回路素子２２が内蔵され、ここでは、半導体素子２２Ａおよびチップ素子２２Ｂが内蔵されている。
【００５０】
図４（Ｄ）を参照して、ここでは、実装基板２７の表面に形成された導電パターン２１に、第１の回路素子２２として半導体素子２２Ａおよびチップ素子２２Ｂが固着されている。そして、実装基板２７の周辺部の導電パターン２１と、リード１１とが金属細線１３を介して電気的に接続されている。
【００５１】
図５の断面図を参照して、他の形態の回路モジュールの構成を説明する。
【００５２】
この図に示す回路モジュールでは、実装基板２７の表面に回路素子が実装され、実装基板２７とリード１１とは金属細線２５を介して接続されている。また、実装基板２７に実装されるチップ素子２２Ｂも金属細線２５により接続されている。即ち、電気的接続が金属細線２５のみにより行われている。従って、ロウ材や導電性接着剤を排除した構成となっているので、接続信頼性が向上されている。
【００５３】
具体的には、実装基板２７の周辺部は、導電パターン２１から成るパッド２１Ａが形成されている。そして、金属細線２５を介して、パッド２１Ａとリード１１とが電気的に接続されている。実装基板２７の表面には、回路素子を封止する第１の封止樹脂２３が形成される。ここで、第１の封止樹脂２３は、パッド２１Ａが形成される実装基板２７の周辺部を除外して形成されている。また、実装基板２７とリード１１とは、接着剤３４により機械的に固定されている。
【００５４】
一般的には、チップ素子２２Ｂはロウ材を介して接続されるが、ここでは、金属細線２５を用いて接続されている。具体的には、チップ素子２２Ｂの両端に位置する電極部の上面に金属細線２５が接続している。このことから、チップ素子２２Ｂの電極部上面には、ワイヤボンディングを行うための金メッキが施されても良い。また、チップ素子２２Ｂは、絶縁性の接着剤等により実装基板２７の表面に固着される。
【００５５】
チップ素子２２Ｂが、例えばチップコンデンサの場合、その熱膨張係数は１０×１０−６／℃であり、実装基板と比較してその値が小さい。このことから、ロウ材を用いてチップ素子２２Ｂを実装基板２７に固着した場合、ロウ材にクラックが発生する問題があった。本形態では、ロウ材を省いた構成になっているので、接続信頼線が向上されている。
【００５６】
図６を参照して、回路装置２０が有する導電パターン２１の具体的な配線構造の一例を説明する。ここでは、多層の配線構造を有する回路装置２０Ｃの配線構造を説明する。
【００５７】
同図を参照して、金属細線２５と電気的に接続される第１の導電パターン２１Ａを実線で示し、絶縁層を介して第１の導電パターンの下方に積層される第２の導電パターン２１Ｂを点線で示している。
【００５８】
第１の導電パターン２１Ａは、回路装置２０Ｃに内蔵される第１の回路素子２２の周辺部にボンディングパッド部を形成し、金属細線２５を介して第１の回路素子２２と電気的に接続されている。また、第１の導電パターン２１Ａ同士の間隔は５０μｍ程度であり、非常に微細なパターンを形成することが可能である。ここでは、第１の導電パターン２１Ａは、周辺部にボンディングパッド部を形成して、多層接続部３０まで延在している。そして、多層接続部３０は、絶縁層を貫通して、第１の導電パターン２１Ａと第２の導電パターン２１Ｂとを電気的に接続している。
【００５９】
第２の導電パターン２１Ｂは、主に外部電極を形成している。即ち、図１に示すような接続構造の場合は、第２の導電パターン２１Ｂは、ロウ材から成る接続部１４が形成される箇所となる。そして、図３に示すような接続構造の場合は、第２の導電パターン２１Ｂは、金属細線１３がボンディングされる箇所となる。また、リード１１同士を接続するための配線部を、第２の導電パターン２１Ｂにより形成することもできる。また、回路装置２０Ｃ内部に於いて、配線を交差させるための配線部を、第２の導電パターン２１Ｂにより形成することもできる。
【００６０】
次に、図７を参照して、他の形態の回路モジュール１０Ｃの形成を説明する。図７（Ａ）は回路モジュール１０Ｃの平面図であり、図７（Ｂ）はその断面図である。
【００６１】
図７（Ａ）を参照して、回路モジュール１０Ｃの相対向する辺には、複数個のリード１１が設けられている。そして、回路装置２０Ａは、フェイスダウンで、接続部１４を介してリード１１に固着されている。リード１１Ａとリード１１Ｂとは、回路装置２０Ａの下方を延在する配線部１１Ｃにより接続されている。
【００６２】
図７（Ｂ）を参照して、上述したように、配線部１１Ｃは回路装置２０Ａの下方を延在している。そして、回路装置２０Ａでは、導電パターン２１の裏面は第１の封止樹脂２３から露出する。しかし、露出する導電パターン２１は、接続部１４が形成される箇所を除いて、レジスト２６により被覆されている。従って、レジスト２６により、回路装置の導電パターン２１と配線部１１Ｃとが接触してしまうのを防止することができる。
【００６３】
次に図８を参照して、他の形態の回路モジュールを説明する。
【００６４】
図８（Ａ）を参照して、回路モジュール１０Ｄでは、第１の回路素子２２を内蔵する回路装置２０Ｂが、第２の封止樹脂１５により封止されている。そして、回路装置２０Ｂに電気的に接続されたリード１１は、第２の封止樹脂１５から外部に導出している。外部に露出するリード１１が、基板３１の表面に形成された導電路３２に固着されることで、回路モジュール１０Ｄの実装が行われている。
【００６５】
ここでは、回路モジュール１０Ｄの全体を封止する第２の封止樹脂１５の熱膨張係数を、回路装置２０Ｂを構成する第１の封止樹脂２３よりも大きくすることにより、接続信頼性を向上させている。具体的には、第１の封止樹脂２３の熱膨張係数は、内蔵される素子の熱膨張係数とのマッチングが考慮されて、その値が小さく調整されている。例えば、第１の封止樹脂２３の熱膨張係数は、９から１５×１０−６／℃である。それに対して、基板３１がガラスエポキシ樹脂から成る場合は、その熱膨張係数は２０×１０−６／℃程度である。従って、第１の封止樹脂２３と基板３１とは熱膨張係数が大きく異なる。従って、回路装置２０Ｂを直に実装基板２１に固着した場合を考えると、温度変化した際に、両者の間に大きな引張・圧縮応力が発生する恐れがある。本形態では、第２の封止樹脂１５の熱膨張係数を２０〜２５×１０−６／℃程度に調整することにより、回路モジュール１０Ｄ全体の熱膨張係数を基板３１に近似させている。このことにより、接続部に作用する引張・圧縮応力を低減させることができる。従って、リード１１と基板３１との接続部の接続信頼性を向上させることができる。
【００６６】
第２の封止樹脂１５の熱膨張係数の調整は、混入されるフィラーの充填量を変化させることにより行うことができる。例えば、熱膨張係数が小さいＳｉＯ２等のフィラーの混入量を少なくすることにより、第２の封止樹脂１５の熱膨張係数を大きくすることができる。
【００６７】
更に、本形態では、リード１１により応力の吸収が行われている。具体的には、リード１１の一端は、回路モジュール１０Ｄの内部にて、回路装置２０Ｂと固着されている。また、外部に導出するリード１１の他端は、半田等の接続部３３Ａを介して、基板３１の表面に形成された導電路３２と固着されている。従って、銅等の金属から成るリード１１の弾性により、応力が低減されている。更に、リード１１の中間部には、傾斜部が形成されるように折り曲げ加工が施されている。従って、回路モジュール１０Ｄと基板３１との熱膨張係数が異なる場合でも、リード１１の傾斜部が湾曲することにより、更に熱応力が低減される。
【００６８】
図８（Ｂ）を参照して、回路モジュール１０Ｅを説明する。ここでは、実装基板２７の表面には導電パターン２１が形成され、この導電パターン２１に回路装置２０Ｄ、２０Ｅが固着されている。更に、実装基板２７の周辺部に配置された導電パターン２１には、リード１１が固着されている。ここでは、実装基板２７の熱膨張係数を、基板３１に合わせて大きくすることで、接続信頼性を向上させている。具体的には、基板３１の熱膨張係数を２０〜２５×１０−６／℃程度に調整している。また、このように複数個の回路装置２０が内蔵される場合でも、全体を封止する第２の封止樹脂１５の熱膨張係数を大きくすることにより、更に、接続信頼性を向上させることができる。
【００６９】
更に、ここでは、パワー系の素子である第２の回路素子１６を、樹脂封止された回路装置２０に内蔵させることも可能である。このことにより、内蔵される全ての回路素子を、樹脂封止されたパッケージ品として実装を行うことができる。従って、実装の工程を簡略化することができる。尚、第２の回路素子１６としては、パワーＭＯＳＦＥＴ、パワートランジスタ、ＩＧＢＴ等を採用することができる。更にまた、第２の回路素子１６を、ベアチップの状態で、リード１１に連続するアイランドに固着することも可能である。例えば、図１（Ａ）に示す状態で第２の回路素子１６を実装することができる。
【００７０】
図８（Ｃ）を参照して、回路モジュール１０Ｆを説明する。ここでは、実装基板２７の表面に複数個の回路装置２０が固着され、全体が第２の封止樹脂１５により封止されている。更に、実装基板２７の裏面に形成された第２の導電パターン２１Ｂは、外部に露出している。
【００７１】
実装基板２７の表面には第１の導電パターン２１Ａが形成され、裏面には第２の導電パターン２１Ｂが形成されている。第１の導電パターン２１Ａと第２の導電パターン２１Ｂとは、実装基板２７を貫通するビアホールを介して接続されている。表面に形成された第１の導電パターン２１Ａには、回路装置２０が固着される。裏面に形成された第２の導電パターン２１Ｂは、外部に露出して外部端子として機能している。
【００７２】
第２の導電パターン２１Ｂは、外部に露出して外部電極を形成している。第２の導電パターン２１Ｂは、例えばピッチが０．２ｍｍ程度の狭ピッチで、マトリックス状に実装基板２７の裏面に形成されている。この構成により、多数個（数百個程度）の外部端子を形成することができる。また、第２の導電パターン２１Ｂは、接続部３３Ｂを介して、実装基板２の表面に形成された導電路３２に固着されている。
【００７３】
回路モジュール１０Ｆでは、リード１１が引張・圧縮応力を低減させることにより、接続部３３Ｂの接続信頼性を確保することができる。具体的には、第２の導電パターン２１Ｂと比較すると、リード１１は、基板３１側と強固に固着されている。従って、接続強度が強いリード１１が周辺部に位置していることから、第２の導電パターン２１Ｂの接続部３３Ｂに作用する引張・圧縮応力を低減させることが可能となる。また、リード１１は、必ずしも入出力端子として機能する必要はなく、ダミーのリード１１を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の回路モジュールを示す平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。
【図２】本発明の回路モジュールを示す断面図（Ａ）−（Ｄ）である。
【図３】本発明の回路モジュールを示す平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の回路モジュールを示す断面図（Ａ）−（Ｄ）である。
【図５】本発明の回路モジュールを示す断面図である。
【図６】本発明の回路モジュールを示す平面図である。
【図７】本発明の回路モジュールを示す平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図８】本発明の回路モジュールを示す断面図（Ａ）−（Ｃ）である。
【図９】従来の回路装置を示す平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
【００７５】
１０Ａ−１０Ｆ  回路モジュール
１１            リード
１２            アイランド
１３            金属細線
１４            接続部
１５            第２の封止樹脂
１６            第２の回路素子
２０            回路装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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