(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導電パターンが設けられた混成集積回路基板と、前記導電パターンと電気的に接続された回路素子と、熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シートが設けられたペレットを溶融硬化して前記混成集積回路基板の実質全域を封止した樹脂封止体とを有する混成集積回路装置であって、
前記ペレットは少なくとも一辺が前記混成集積回路基板の内側に切り欠いた形状を有し、前記ペレットから溶融した樹脂封止体が前記前記混成集積回路基板から流出することを防止したことを特徴とする混成集積回路装置。
【請求項２】
前記ペレットの前記混成集積回路基板の内側に切り欠いた形状を有する一辺に外部リードを配置することを特徴とする請求項１に記載の混成集積回路装置。
【請求項３】
前記回路素子は前記導電パターンに固着された半導体チップ、チップ部品であることを特徴とする請求項１に記載の混成集積回路装置。
【請求項４】
前記混成集積回路基板として表面を絶縁処理した金属基板を用いることを特徴とする請求項１に記載の混成集積回路装置。
【請求項５】
前記ペレットの前記混成集積回路基板の内側に切り欠いた形状を有する辺を複数有することを特徴とする請求項１に記載の混成集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混成集積回路装置であり、特にケース材を不要とし且つ熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シートが設けられたペレットを溶融硬化して混成集積回路基板の実質全域を封止した樹脂封止体を有する混成集積回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず一般に図４に示す様な混成集積回路装置があり、これは例えば特公昭６１−５５２４７号が詳しい。
【０００３】
つまり混成集積回路装置は、金属基板１と、この表面に絶縁材料２が被覆され、この上に接着されたＣｕよりなる導電パターン３、４と、この導電パターン３、４にヒートシンクＨＳを介して電気的に接続された半導体素子等の回路素子５と、導電パターン４に半田で固着されたチップ部品１４と、導電パターンの一部であるパッド３と半田を介して固着された外部リード６と、前記回路素子５を電気的に接続する金属細線７およびこれらをモールドする樹脂８とを有している。
【０００４】
つまり放熱性が考慮されて基板１の裏面が露出されているものである。
【０００５】
封止構造として色々あるが、第１の封止構造は、まず図４に示すように回路素子３、４および外部リード６が取り付けられた金属基板を用意し、図５に示すケース材９を貼り付け、ケース材９と金属基板１で成る空間に樹脂８を塗布することで実現されていた。
【０００６】
第１の封止構造は、ケース材９を貼り合わせ、樹脂８を注入できる空間を用意しなければ成らず、作業性が悪く、価格も高価になり、更にはパッケージサイズが大きくなり、樹脂封止体を介した放熱性が悪いという問題もあった。
【０００７】
また第２の封止構造は、図４に示す混成集積回路基板を用意し、これを金型にセットし、金属基板１と金型で成る空間に樹脂を注入して形成していた。
【０００８】
第２の封止構造は、混成集積回路基板の形状やリード形状により金型を色々用意しなければならず、しかも薄型が難しい問題があった。
【０００９】
更に第３の封止構造は、図４の金属基板１上に直接樹脂を塗布するか、または液状の樹脂の中にディップして封止していた。
【００１０】
第３の封止構造は、第１、第２の封止構造と比べ、手間もかからず価格的にも下げられるが、金属基板１上に実装された回路素子の高低で、樹脂表面に凸凹が形成され、機種名の印刷性が悪い問題があった。また吸引機構の自動機でプリント基板等に実装する場合、樹脂表面の凹凸で混成集積回路装置が吸引できない問題があった。
【００１１】
上述した各封止構造の問題点に鑑みて、本発明者は熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シートが設けられたペレットを溶融硬化して混成集積回路基板の実質全域を封止した樹脂封止体を用いることを提案した。
【００１２】
具体的には、まず図４の如き混成集積回路基板１を用意する。
【００１３】
次に、図７のようにペレット２１を混成集積回路基板１の上に配置する。ここでペレット２１は、補強用シート２２の上に熱硬化前の粉末状の樹脂２３が一体化されて形成されたものである。
【００１４】
補強用シート２２は、樹脂２３が熱硬化後もフラット性を保持する必要があり、エポキシ含浸のガラス繊維等が好ましい。また薄いガラス基板等でも良い。
【００１５】
この状態で、例えばヒーターの上に載置し、１５０度程度にして樹脂２３を溶融し、その後熱硬化させる。
【００１６】
この完成図が、図６である。前述した溶融樹脂は、自分自身の自重や補強シートの自重により沈み込み、同時に補強シートの端部Ｔ１、Ｔ２から混成集積回路基板１の周端まで流れ出て、ダレ部２４、２５を形成する。
【００１７】
ペレット２１が溶融すると、樹脂は、混成集積回路基板１の全面を覆うように軟化流動する。しかも表面には、補強用シート２２があるため、平坦性を維持しながら硬化できる。従って製造工程が簡略化でき、コストの低価格化が実現できると共に、印刷性や吸引性も維持できる。また樹脂封止体２３の厚みを半分以下にすることもできる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シート２２が設けられたペレット２１を溶融硬化して混成集積回路基板１の実質全域を封止した樹脂封止体２０を用いると、従来の第１の封止構造に用いたケース材９も不要となり、第２の封止構造に用いた金型も不要となり、第３の封止構造に用いた表面が凹凸の塗布またはディップされた封止樹脂も無くなり、従来の各封止構造の課題は解決される。
【００１９】
しかし、図６に示すように外部リード６を設けた辺で基板１の端面にペレット２１から溶融した封止樹脂体２０が流れ出す不良が発生する。この理由はペレット２１から溶融した封止樹脂体２０は図８に示すように、その表面張力の働きで丸く広がろうとする働きが起こり、同時にＬ型外部リード６の樹脂吸い上がりの影響も働くために外部リード６を設けた辺で封止樹脂体２０が流動し易くなるためである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題に鑑みて成され、表面に導電パターンが設けられた混成集積回路基板と、前記導電パターンと電気的に接続された回路素子と、熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シートが設けられたペレットを溶融硬化して前記混成集積回路基板の実質全域を封止した樹脂封止体とを有する混成集積回路装置であって、
前記ペレットは少なくとも一辺が前記混成集積回路基板の内側に切り欠いた形状を有し、前記ペレットから溶融した樹脂封止体が前記前記混成集積回路基板の端面に流出することを防止することで解決するものである。
【００２１】
本発明ではペレットの一辺が混成集積回路基板の内側に切り欠いた形状を持たせることで、溶融した封止樹脂体の表面張力を利用してその辺での流動性を制御して封止樹脂体の基板端面への流出を防止した混成集積回路装置を実現するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態に於いて、その概略を図１を参照しながら説明する。
なお図６に示す従来の混成集積回路装置と共通の構成要素は同一符号を付した。
【００２３】
まず例えばプレスにより打ち抜かれた金属の混成集積回路基板１がある。この混成集積回路基板１は、Ａｌ、ＣｕやＦｅ等が考えられる。
【００２４】
ここで混成集積回路基板として金属基板を用いた理由は、樹脂硬化の際に樹脂の流れを打ち抜きバリ（突起部１３）で止めるためである。しかしこの流れが少ないものであれば、金属基板に限らずセラミック基板、プリント基板等も活用できる。
【００２５】
この混成集積回路基板１は、紙面に対して下側からプレスで上に打ち抜かれており、混成集積回路基板１底面の周辺にある角部１１は、アールを有している。
また混成集積回路基板１上面の周辺にある角部１２は、実質全周辺に渡り突起部１３が設けられ、混成集積回路基板１の側面には、下側にせん断面、上側には破断面が全周に渡り設けられている。
【００２６】
この混成集積回路基板１としてＡｌを採用した場合、その表面は、陽極酸化により酸化物が形成されてもよい。
【００２７】
また混成集積回路基板１は、導電性を有するため、この上に設けられる導電パターン３、４との短絡を考慮し全面に絶縁性樹脂２が被着されている。
【００２８】
また導電パターン３、４は、例えばＣｕより成り、配線、ランド、ボンディング用のパッド、外部リード用の固着パッド等として設けられ、導電ランドにはベアの半導体ＩＣやトランジスタ等のチップ（半導体素子）が必要に応じてヒートシンクＨＳを介して設けられる。また配線間はチップコンデンサ、チップ抵抗および印刷抵抗等のチップ部品１４が設けられる。これらは、全てを総称して回路素子と呼ぶ。
【００２９】
この回路素子が半田や銀ペースト等を介して電気的に固着され、あるいは印刷抵抗がスクリーン印刷等で形成されている。また中には、前記半導体チップと配線を電気的に接続するため、チップ上の電極とボンディング用パッドとの間には金属細線７が電気的に接続され、外部リード用の固着パッド３には半田を介してＬ型外部リード６が電気的に接続されている。
【００３０】
またこれらＣｕのパターンは、絶縁性のフレキシブルシートに貼り合わされ、このフレキシブルシートが混成集積回路基板に貼り合わされても良い。
【００３１】
そして、混成集積回路基板１およびこの上に実装された回路素子を封止するために、本発明のポイントとなるペレット２１から溶融した封止樹脂体２０が設けられている。
【００３２】
図２に示すように、ペレット２１の形状を外部リード６を設ける一辺が混成集積回路基板の内側に切り欠いた形状を持たせることに特徴を有する。切り欠いた形状は辺の中央で０．５〜３ｍｍほど曲線状に窪ませて、溶融樹脂の表面張力を利用して辺中央での流動性を弱めている。
【００３３】
すなわち、図２のようにペレット２１を混成集積回路基板１の上に切り欠いた形状が外部リード６に対応するように配置する。ここでペレット２１は、補強用シート２２の上に熱硬化前の粉末状のエポキシ樹脂２３（図７参照）が一体化されて形成されたものである。
【００３４】
補強用シート２２は、樹脂２３が熱硬化後もフラット性を保持する必要があり、エポキシ含浸のガラス繊維等が好ましい。また薄いガラス基板等でも良い。
【００３５】
この状態で、例えばヒーターの上に載置し、１５０度程度にして樹脂２３を溶融し、その後熱硬化させる。
【００３６】
前述した溶融樹脂は、自分自身の自重や補強シートの自重により沈み込み、同時に補強シートの端部Ｔ１、Ｔ２から混成集積回路基板１の周端まで流れ出て、ダレ部２４、２５を形成する。
【００３７】
ペレット２１が溶融すると、樹脂は、混成集積回路基板１の全面を覆うように軟化流動する。しかも表面には、補強用シート２２があるため、平坦性を維持しながら硬化できる。しかし、切り欠いた形状の外部リード６を設けた辺では丸く広がろうとする表面張力が弱められて辺全体が非常にフラットな流動性を実現する。従って、外部リード６を設けた辺でも基板１の周端で突起部１３の効果と相乗して基板端面まで流出することを防止する。
【００３８】
図３には、ペレット２１の種々の形状を示す。図３（Ａ）（Ｂ）は２辺に切り欠いた形状を設け、図３（Ｃ）は３辺に、図３（Ｄ）は４辺に切り欠いた形状を設けたものである。これは基板１に回路素子を組み込む場合その密度が異なり、密度の高い辺では溶融樹脂の流動性が大きくなるので辺毎に図３に示す形状のペレット２１を選択すると良い。
【００３９】
以上の説明では、基板１として金属基板で説明したが、セラミック基板、ガラス基板、プリント基板およびフレキシブル基板等でも良い。
【００４０】
本混成集積回路装置は、例えば基板１の裏面を露出する放熱性を要求されるものに最適である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に依れば、熱硬化前の粉末樹脂が一体化され表面に補強用シートが設けられたペレットを溶融硬化して混成集積回路基板の実質全域を封止した樹脂封止体を用い、ペレットの少なくとも外部リードを設けた辺に切り欠いた形状を設けるだけでペレットの溶融樹脂の流動性を制御できる利点を有する。この結果、極めて安価な封止構造が実現できた。
【００４２】
また、本発明では補強シートがフラット性を有するため、印刷性が向上し、機種名等を載せることができる。しかもフラット性を有することから、補強シートに自動機の吸引部を当てて、吸引が可能となり、例えばプリント基板等に自動実装が可能となる。
【００４３】
以上、パッケージの厚みを従来の半分以下にでき、樹脂封止体から外部雰囲気への放熱性が高められ、半導体チップ自身の電流容量を高めることができ、同時に、その表面のラベル印刷性も向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の混成集積回路装置の断面図である。
【図２】本発明の混成集積回路装置の平面図である。
【図３】本発明に用いるペレットの形状を説明する平面図である。
【図４】従来の一般的な混成集積回路装置を説明する断面図である。
【図５】従来の混成集積回路装置の封止構造を説明する断面図である。
【図６】従来の一般的な混成集積回路装置を説明する断面図である。
【図７】図６の溶融前の図である。
【図８】ペレットの溶融樹脂の広がりを説明する平面図である。
【符号の説明】
１              混成集積回路基板
６              外部リード
１３              突起部
２０              封止樹脂体
２１              ペレット
２２              補強用シート
【図１】
0004573472.tif 000002
【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】
0004573472.tif 000008
【図８】
0004573472.tif 000009