(57)【要約】      （修正有）【課題】  キャビティ内部にて基板の位置を固定しつつモールドを行うことができる混成集積回路装置の製造方法を提供する。【解決手段】  混成集積回路装置の製造方法は、回路基板１６の表面に形成された導電パターンおよび導電パターンと電気的に接続された回路素子から成る電気回路を構成する工程と、回路基板の側辺に沿って配置された導電パターンから成るパッド１８Ａに、回路基板１６の面方向に対して略垂直にリード１１の先端部を固着する工程と、回路基板１６をモールド金型３０のキャビティ３１に収納し、モールド金型３０でリード１１を狭持することにより回路基板１６の裏面をキャビティ３１の底面に当接させる工程と、キャビティ３１の内部に封止樹脂を封入することで回路基板１６の裏面を外部に露出させて封止を行う工程とを具備する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の表面に形成された導電パターンおよび前記導電パターンと電気的に接続された回路素子から成る電気回路を構成する工程と、
前記導電パターンから成るパッドに、前記回路基板の面方向に対して略垂直にリードの先端部を固着する工程と、
前記回路基板をモールド金型のキャビティに収納し、前記モールド金型で前記リードを狭持することにより前記回路基板の裏面を前記キャビティの底面に当接させる工程と、
前記キャビティの内部に封止樹脂を封入することで前記回路基板の裏面を外部に露出させて封止を行う工程と、
を具備することを特徴とする混成集積回路装置の製造方法。
【請求項２】
前記リードは、前記回路基板の面方向に対して略水平に延在する第１の延在部と、曲折部を介して前記第１の延在部と連続して前記回路基板の面方向に対して略垂直に延在する第２の延在部とから成り、
前記第１の延在部を前記金型で狭持することを特徴とする請求項１記載の混成集積回路装置の製造方法。
【請求項３】
前記リードの曲折部付近から先端部までの部分は円弧状に曲折され、
前記回路基板の面方向に対して前記先端部の接線方向は略直角であることを特徴とする請求項２記載の混成集積回路装置の製造方法。
【請求項４】
前記リードの先端部が前記回路基板に当接する角度は、８０度から１００度の範囲であることを特徴とする請求項１記載の混成集積回路装置の製造方法。
【請求項５】
前記金型で前記リードを狭持することにより、前記リードを介して前記回路基板の裏面を前記キャビティの底面に押圧することを特徴とする請求項１記載の混成集積回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は混成集積回路装置の製造方法に関し、特に、回路基板の裏面を封止樹脂から露出させる混成集積回路装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０を参照して、従来の混成集積回路装置の構成を説明する（例えば、特許文献１を参照）。図１０（Ａ）は混成集積回路装置１００の斜視図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＸ−Ｘ’線に於ける断面図である。
【０００３】
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）を参照して、従来の混成集積回路装置１００は次のような構成を有する。矩形の基板１０６と、基板１０６の表面に設けられた絶縁層１０７上に形成された導電パターン１０８と、導電パターン１０８上に固着された回路素子１０４と、回路素子１０４と導電パターン１０８とを電気的に接続する金属線１０５と、導電パターン１０８と電気的に接続されたリード１０１とで、混成集積回路装置１００は構成されている。以上のように、混成集積回路装置１００は全体が封止樹脂１０２で封止されている。封止樹脂１０２で封止する方法としては、熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールドと、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールドとがある。
【０００４】
図１１を参照して、トランスファーモールドにより樹脂封止を行う工程を説明する。図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は金型１１０を用いて樹脂封止を行う状態を示す断面図である。
【０００５】
図１１（Ａ）を参照して、基板１０６の表面には、回路素子１０４等から成る電気回路が表面に形成されている。この基板１０６は上金型１１０Ａおよび下金型１１０Ｂにより固定される。上金型１１０Ａと下金型１１０Ｂとを噛み合わせることにより、樹脂が封入される空間であるキャビティが形成される。上金型１１０Ａおよび下金型１１０Ｂにてリードフレーム１１０を狭持することにより、リードフレームの位置は固定される。ここで、打ち抜き等により形成されるリードフレーム１１０の断面形状にはある程度の交差を含んでいる。このことから、リードフレーム１１０と下金型１１０Ｂとの間には、ある程度の間隙が形成される。
【０００６】
図１１（Ｂ）を参照して、上金型１１０Ａおよび下金型１１０Ｂを嵌合させることで、リードフレーム１０１を固定する。その後、キャビティ内部に樹脂を封入することにより、基板１０６の裏面を外部に露出させてモールドの工程を行う。
【０００７】
以上の工程で封止された後に、熱硬化性樹脂の特性を安定化させるアフターキュアの工程等を経て、混成集積回路装置は製品として完成する。
【特許文献１】特開平６−１７７２９５号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したような混成集積回路装置の製造方法は以下に示すような問題を有していた。
【０００９】
リードフレーム１０１は、基板１０６の面方向に対して斜めに延在する部部を介して、基板１０６に固着されている。従って、リードフレーム１０１を金型１１０で狭持することで、リードフレーム１０１を下方に押圧する外力が作用した場合、基板１０６には、下方向および横方向の外力が作用する。このことから、図１１（Ｂ）に示すように、キャビティ内部で基板１０６が傾斜してしまう場合がある。この状態のままで、封止の工程を行うと、基板１０６の位置を所望の位置に固定できない問題があった。更に、リードフレーム１０１に応力が作用したまま樹脂封止を行うので、リードフレーム１０１と基板１０６との接続箇所の信頼性が低下してしまう問題もあった。更にまた、封止樹脂から基板１０６の裏面が露出する構造を実現することが難しい問題もあった。
【００１０】
本発明は、上記した問題を鑑みて成されたものである。従って、本発明の主な目的は、キャビティ内部にて基板の位置を固定しつつモールドを行うことができる混成集積回路装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の混成集積回路装置の製造方法は、回路基板の表面に形成された導電パターンおよび前記導電パターンと電気的に接続された回路素子から成る電気回路を構成する工程と、前記導電パターンから成るパッドに、前記回路基板の面方向に対して略垂直にリードの先端部を固着する工程と、前記回路基板をモールド金型のキャビティに収納し、前記モールド金型で前記リードを狭持することにより前記回路基板の裏面を前記キャビティの底面に当接させる工程と、前記キャビティの内部に封止樹脂を封入することで前記回路基板の裏面を外部に露出させて封止を行う工程とを具備することを特徴とする。
【００１２】
更に本発明は、前記リードは、前記回路基板の面方向に対して略水平に延在する第１の延在部と、曲折部を介して前記第１の延在部と連続して前記回路基板の面方向に対して略垂直に延在する第２の延在部とから成り、前記第１の延在部を前記金型で狭持することを特徴とする。
【００１３】
更に本発明は、前記リードの曲折部付近から先端部までの部分は円弧状に曲折され、前記回路基板の面方向に対して前記先端部の接線方向は略直角であることを特徴とする。
【００１４】
更に本発明は、前記リードの先端部が前記回路基板に当接する角度は、８０度から１００度の範囲であることを特徴とする。
【００１５】
更に本発明は、前記金型で前記リードを狭持することにより、前記リードを介して前記回路基板の裏面を前記キャビティの底面に押圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、以下に示すような効果を奏することができる。
【００１７】
回路基板に対して略垂直に先端部が固着されたリードを金型で狭持することにより、モールドの工程において、回路基板の裏面をキャビティの下面に当接させている。従って、リードを固定することによる回路基板への横方向の外力の作用が作用しないので、モールドの工程において、回路基板の裏面がキャビティの下面から離れてしまうのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。図１（Ａ）は混成集積回路装置１０の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ’断面での断面図である。
【００１９】
本発明の混成集積回路装置１０は、導電パターン１８と回路素子１４とから成る電気回路が表面に形成された回路基板１６と、電気回路を封止して、少なくとも回路基板１６の表面を被覆する封止樹脂１２とを有する。このような各構成要素を以下にて説明する。
【００２０】
回路基板１６は、アルミや銅等の金属から成る基板である。１例として回路基板１６としてアルミより成る基板を採用した場合、回路基板１６とその表面に形成される導電パターン１８とを絶縁させる方法は２つの方法がある。１つは、アルミ基板の表面をアルマイト処理する方法である。もう１つの方法は、アルミ基板の表面に絶縁層１７を形成して、絶縁層１７の表面に導電パターン１８を形成する方法である。ここでは、回路基板１６の表面に載置された回路素子１４から発生する熱を好適に外部に逃がすために、回路基板１６の裏面は封止樹脂１２から外部に露出している。
【００２１】
回路素子１４は導電パターン１８上に固着され、回路素子１４と導電パターン１８とで所定の電気回路が構成されている。回路素子１４としては、トランジスタやダイオード等の能動素子や、コンデンサや抵抗等の受動素子が採用される。また、パワー系の半導体素子等の発熱量が大きいものは、金属より成るヒートシンクを介して回路基板１６に固着されても良い。ここで、フェイスアップで実装される能動素子等は、金属線１５を介して、導電パターン１８と電気的に接続される。
【００２２】
導電パターン１８は銅等の金属から成り、回路基板１６と絶縁して形成される。また、リード１１が導出する辺に、導電パターン１８からなるパッド１８Ａが形成される。ここでは、回路基板１６の一つの辺付近に、整列したパッド１８Ａが複数個設けられる。更に、導電パターン１８は、絶縁層１７を接着剤として、回路基板１６の表面に接着されている。
【００２３】
リード１１は、回路基板１６の周辺部に設けられたパッド１８Ａに固着され、例えば外部との入力・出力を行う働きを有する。ここでは、一辺に多数個のリード１１が設けられている。リード１１とパッド１８Ａとの接着は、半田（ロウ材）等の導電性接着剤を介して行われている。また、回路基板１６の対向する辺にパッド１８Ａを設け、このパッドにリード１１を固着することもできる。
【００２４】
図１（Ｂ）を参照して、リード１１は、曲折部１１Ｃを介して連続する第1の延在部１１Ａおよび第２の延在部１１Ｂとから成る。第1の延在部１１Ａは、回路基板１６の面方向に対して、略水平に延在している。第２の延在部１１Ｂは、回路基板１６の面方向に対して略垂直に延在しており、その先端部はロウ材１９を介してパッド１８Ａに固着されている。本形態では、回路基板１６の面方向に対して第1の延在部１１Ａが垂直に当接することが好適であるが、第２の延在部１１Ｂと回路基板１６の面方向とが形成する角度αは、８０度から１００度の間でもよい。
【００２５】
図１（Ｃ）を参照して、ここでは、リード１１の断面形状は円弧状に曲折している。具体的には、第1の延在部１１Ａは、回路基板１６の面方向に対して略平行に延在している。そして、曲折部１１Ｃを介して円弧を描くように延在する第２の延在部１１Ｂの先端部が、ロウ材１９を介してパッド１８Ａに固着されている。
【００２６】
封止樹脂１２は、熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールド、または、熱可塑性樹脂を用いるインジェクションモールドにより形成される。ここでは、回路基板１６およびその表面に形成された電気回路を封止するように封止樹脂１２が形成され、回路基板１６の裏面は封止樹脂１２から露出している。
【００２７】
図２以降を参照して、混成集積回路装置１０の製造方法を説明する。混成集積回路装置１０の製造方法は、回路基板１６の表面に形成された導電パターン１８および導電パターン１８と電気的に接続された回路素子１４から成る電気回路を構成する工程と、回路基板の側辺に沿って配置された導電パターン１８から成るパッド１８Ａに、回路基板１６の面方向に対して略垂直にリード１１の先端部を固着する工程と、回路基板１６をモールド金型３０のキャビティ３１に収納し、モールド金型３０でリード１１を狭持することにより回路基板１６の裏面をキャビティ３１の底面に当接させる工程と、キャビティ３１の内部に封止樹脂１２を封入することで回路基板１６の裏面を外部に露出させて封止を行う工程とを具備する。この製造方法を以下にて説明する。
【００２８】
先ず、図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、回路基板１６の表面に導電パターン１８および回路素子１４から成る電気回路を構成する。導電パターン１８の製造方法としては、先ず、絶縁層１７を介して導電箔を回路基板１８の表面に接着する。そして、この導電箔をエッチングすることにより所望のパターン形状を有する導電パターン１８を得る。更に、導電パターン１８の所望の箇所に回路素子１４を配置して、金属細線１５を用いて電気的に接続することにより、所望の電気回路を構成する。回路素子１４としては半導体素子等の能動素子や、抵抗やコンデンサ等の受動素子を全般的に採用することができる。また、パワー系の半導体素子のように大きな発熱を伴う素子は、ヒートシンク等を介して実装基板１６に固着されてもよい。
【００２９】
次に、図３から図５を参照して、リード１１を回路基板１６に固着する工程を説明する。先ず、図３を参照して、リードフレーム２０の構造を説明する。本発明では、リード１１は、リードフレーム２０の状態で供給される。即ち、本形態のリードフレーム２０は、リード１１および回路基板１６が配置される領域Ａ１から成るユニット２１が複数固形されている。更に、リードフレーム２０は、短冊状の外形を有し、各ユニット２１は所定の間隔で離間されて複数個が配置されている。各ユニット２１の間にはスリット２５が設けられて、モールド工程等の加熱を伴う工程にて発生する熱応力を吸収している。また、リードフレーム２０の長手方向の両周辺部には、ガイド孔２２が設けられ、各工程での位置決めに用いられる。更に、各ユニット２１に設けられる複数個のリード１１は、第１の連結部２３および第２の連結部２４により連結されて、その形状および位置が固定されている。
【００３０】
各ユニット２１には、支持部２６および突出部２５が設けられている。突出部２５は、各ユニット２１の両端から内側に延在する部位であり、その平面的形状および位置は、図１に示す固定部１３と同等に形成されている。支持部２６は、後の樹脂封止の工程にて封止樹脂に埋め込まれることにより、回路装置とリードフレーム２０とを最終工程まで一体に連結する働きを有する。支持部２６の形状は、その内部に孔部を有する形状となっており、この孔部に封止樹脂が充填されることで、支持部２６と封止樹脂との結合力が向上される。また、支持部２６は、各２１の対向する辺に２個ずつ形成されて、後の工程にて、回路装置とリードフレーム２０との結合を強化している。更に、このように支持部２６に孔部を設けることにより、支持部２６とリードフレーム２０との機械的結合が弱くなるので、後の工程における回路装置とリードフレーム２０との分割を容易にすることができる。また、支持部２６は、回路基板１６が配置される予定の領域Ａ１を除外した領域のユニット２１内に形成されている。このように支持部２６を配置することにより、支持部２６を封止樹脂に埋め込むことによる、回路装置の耐湿性の低下を防止することができる。
【００３１】
次に、図４を参照して、リードフレーム２０の各ユニット２１に回路基板１６を固着する。図４（Ａ）は本工程を示す平面図であり、図４（Ｂ）は断面方向Ｄ１から見た断面図である。回路基板１６とリードフレーム２０との固着は、各ユニット２１のリード１１の先端部と回路基板１６のパッド１８Ａとを、半田等のろう材を介して固着することにより行われる。図４（Ｂ）を参照して、パッド１８Ａに固着される部分のリード１１は、回路基板１６に対して略垂直方向に当接している。
【００３２】
次に、図５を参照して、リード１１と回路基板１６との関連構成を説明する。図５（Ａ）から図５（Ｃ）は各形態のリード１１の接続構造を示す断面図である。
【００３３】
図５（Ａ）を参照して、ここでは、一側辺に設けられたパッド１８Ａにリード１１が固着されている。具体的には、回路基板１６の面方向に対して垂直方向に延在する第２の延在部１１Ｂの先端部が、ロウ材を介してパッド１８Ａに固着されている。
【００３４】
図５（Ｂ）を参照して、ここでは、対向する二つの側辺にパッド１８Ａが設けられて、それらのパッド１８Ａにリード１１が固着されている。ここでは２つの側辺にリード１１が固着されているが、４つの側辺にリード１１を固着することも可能である。
【００３５】
図５（Ｃ）を参照して、ここでは、円弧状に延在する第２の延在部１１Ｂの先端部が、パッド１８Ａに固着されている。ここで、円弧状に形成された第２の延在部１１Ｂの先端部は、回路基板１６の面方向に対して略垂直に当接している。即ち、第２の延在部１１Ｂの先端部の接線方向１１Ｄと、回路基板１６の面方向とが、垂直に成っている。また、本形態では、接線方向１１Ｄと回路基板１６の面方向とが成す角度αは、８０度から１００度の範囲で変化させることができる。この範囲のαであれば、後のモールドの工程で、回路基板１６の裏面がキャビティ３１の下面から浮き上がってしまうのを防止することができる。
【００３６】
次に、図６から図８を参照して、回路基板１６の裏面を露出させて、封止樹脂１２による封止を行う。先ず、図６を参照して、封止を行う金型３０の内部に回路基板１６を収納させる。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は本工程での断面図である。ここでは、１つの回路基板１６を封止する方法を説明するが、実際には複数個の回路基板１６がリードフレーム２０にて連結された状態で本工程は行われる。
【００３７】
先ず、図６（Ａ）を参照して、封止を行う金型３０と回路基板１６との関連構成を説明する。金型３０は、上金型３０Ａおよび下金型３０Ｂからなり、両者を上下からかみ合わせることにより、封止を行う空間であるキャビティ３１が形成される。更に、上金型３０Ａおよび下金型３０Ｂには、当接部３２Ａおよび当接部３２Ｂが設けられ、これらの当接部３２がリード１１を狭持することにより、回路基板１６の平面的な位置が固定される。この図では、回路基板１６を下金型３０Ｂに載置した後に、上金型３０Ａを下金型３０Ｂに嵌合させた状態を示している。ここで、キャビティ３１の下面と、下金型の当接部３２Ａ上端との上下方向の距離をＤ１とする。そして、回路基板１６の下面と、リード１１の下面との上下方向の距離をＤ２とする。そうすると、本実施の形態では、Ｄ１はＤ２よりも短く設定されている。この構成により、下金型３０Ｂの下面に回路基板１６を載置すると、リード１１と当接部３２Ｂとの間には、Ｄ１とＤ２との差に対応した間隙が形成される。
【００３８】
図６（Ｂ）を参照して、リード１１が当接部３２Ｂに接触するまで、上金型３０Ａを下方に押圧する。このことにより、キャビティ３１内部において、回路基板１６はキャビティ３１の下面に対して押圧される。具体的には、当接部３２Ａがリード１１の第1の延在部１１Ａを下方に押し込むことにより、回路基板１６が間接的に下方に押圧される。また、リード１１の第２の延在部１１Ｂは、回路基板１６に対して垂直に延在しているので、上記押し込みによる横方向の外力は殆ど発生しない。従って、本工程では、リード１１を押し込むことによる回路基板１６の浮き上がりを防止することができる。更に、回路基板１６とキャビティの下面とを密着させることができるので、回路基板１６の裏面に封止樹脂が回り込むのを防止することもできる。
【００３９】
図７を参照して、ゲートＧから封止樹脂１２をキャビティ３１内部に封入することにより、モールドを行う。ゲートＧは、回路基板１６の上面よりも上方に位置する箇所の金型３０の側辺に設けられている。この図ではリード１１が固定される辺に対向してゲートＧが設けられているが、紙面の奥行き方向に位置する金型の側辺にゲートＧを設けてもよい。キャビティ３１に封止樹脂１２が充填されるまで封止を行うことにより、モールドの工程は終了する。封止の工程の段階で回路基板１６の裏面がキャビティの下面に当接されるので、回路基板１６の裏面は封止樹脂１２から露出する構造となる。
【００４０】
図８を参照して、モールドの工程が終了した後のリードフレーム２０の平面的な状態を説明する。この図は、図３に示したリードフレーム２０の一部分を拡大した平面図である。
【００４１】
封止樹脂は、各ユニット２１に固着された回路基板１６を封止するように形成されている。そして、突出部２５の領域に対応する箇所には封止樹脂１２が形成されない。従って、この箇所は、図１に示すような固定部１３となる。また、支持部２６は、モールドの工程にて封止樹脂１２に埋め込まれている。この図では、封止樹脂に埋め込まれる部分の支持部２６を点線にて示している。
【００４２】
次に、図９を参照して、各ユニット２１からリード１１を分離する。ここでは、点線で示す第1の連結部２３を、パンチング等の除去方法により削除して、各リード１１を機械的・電気的に分離する。更に、第２の連結部２４に連続する部分のリード１１をカットすることにより、リード１１をリードフレーム２０から分離する。リードフレーム２０とリード１１とを機械的に分離することにより、樹脂封止された回路基板１６とリードフレーム２０とは、支持部２６を介して連結されている。従って、本形態では、リード１１の分離を行った後でも、各ユニット２１の混成集積回路装置とリードフレーム２０とは、一体に支持されているので、工程間の搬送等を容易に行えるメリットを有する。
【００４３】
上記工程が終了した後は、リード１１を所望の形状に曲折してフォーミングを行う工程、各混成集積回路装置をリードフレーム２０から分離する工程、各混成集積回路装置の電気的特性を計測する工程を経て、例えば図１に示すような混成集積回路装置１０が完成する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の混成集積回路装置の斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。
【図２】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する平面図である。
【図４】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する平面図（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説明する断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）、断面図（Ｃ）である。
【図６】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図７】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図８】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する平面図である。
【図９】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する平面図である。
【図１０】従来の混成集積回路装置を説明する斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図１１】従来の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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