(57)【要約】【課題】応力により変形しやすいキャップを有する部品を配線基板に搭載し、これらをモールド樹脂により封止してなるモールドパッケージにおいて、モールド樹脂による薄弱部の変形を防止する。【解決手段】部品１０を第１の配線基板３０に搭載し、さらに、配線基板３０をヒートシンク４０に搭載し、これらをモールド樹脂６０により封止してなるモールドパッケージ１００において、部品１０を配線基板３０の一面に搭載し、ヒートシンク４０の一面に凹部４１を設け、部品１０を凹部４１に収納した状態で、配線基板３０の一面とヒートシンク４０の一面とを接合し、ヒートシンク４０の一面側にて配線基板３０を、モールド樹脂６０により封止している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
応力により変形しやすい薄弱部（１０ｂ）を有する部品（１０）が備えられており、
前記部品（１０）を配線基板（３０）に搭載するとともに、前記配線基板（３０）をアイランド（４０）に搭載し、前記部品（１０）、前記配線基板（３０）および前記アイランド（４０）をモールド樹脂（６０）により封止してなるモールドパッケージにおいて、
前記部品（１０）は、前記配線基板（３０）の一面に搭載されており、
前記アイランド（４０）の一面には、前記部品（１０）を収納する凹部（４１）が設けられており、
前記部品（１０）を前記凹部（４１）に収納した状態で、前記配線基板（３０）は、その一面にて前記アイランド（４０）の一面に接合されており、
前記アイランド（４０）の一面側にて前記配線基板（３０）が前記モールド樹脂（６０）により封止されていることを特徴とするモールドパッケージ。
【請求項２】
前記部品は、素子（１０ａ）に前記薄弱部としてのキャップ（１０ｂ）を被せてなるとともに、前記キャップ（１０ｂ）の内面と前記素子（１０ａ）との間に中空部を有する部品（１０）であることを特徴とする請求項１に記載のモールドパッケージ。
【請求項３】
応力により変形しやすい薄弱部（１０ｂ）を有する部品（１０）が備えられており、
前記部品（１０）を配線基板（３０）に搭載し、前記部品（１０）および前記配線基板（３０）をモールド樹脂（６０）により封止してなるモールドパッケージにおいて、
前記配線基板（３０）の表面には、開口部（３０ａ）が形成され、
前記部品（１０）の前記薄弱部（１０ｂ）が前記開口部（３０ａ）に挿入されており、
前記開口部（３０ａ）の内部と前記モールド樹脂（６０）とは隔絶されていることを特徴とするモールドパッケージ。
【請求項４】
前記部品は、素子（１０ａ）に前記薄弱部としてのキャップ（１０ｂ）を被せてなるとともに、前記キャップ（１０ｂ）の内面と前記素子（１０ａ）との間に中空部を有する部品（１０）であり、
さらに、前記部品（１０）は、板状のベース（１０ｃ）の一面に前記素子（１０ａ）を搭載し、前記ベース（１０ｃ）の一面に前記キャップ（１０ｂ）を被せてなるものであり、
前記部品（１０）は、前記キャップ（１０ｂ）を前記開口部（３０ａ）に挿入するとともに前記ベース（１０ｃ）により前記開口部（３０ａ）を閉塞した状態で、前記配線基板（３０）に搭載されており、
前記ベース（１０ｃ）によって前記開口部（３０ａ）の内部と前記モールド樹脂（６０）とは、隔絶されていることを特徴とする請求項３に記載のモールドパッケージ。
【請求項５】
前記ベース（１０ｃ）の一面とは反対側の他面には、電極（１０ｄ）が設けられており、
この電極（１０ｄ）と前記配線基板（３０）とがボンディングワイヤ（１３）にて結線されることで、前記部品（１０）と前記配線基板（３０）とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のモールドパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力により変形しやすい薄弱部を有する部品を有するモールドパッケージに関し、たとえば、そのような部品として高精度なクロックを要する混成集積回路をモールド成型してなるパッケージに適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薄弱部を有する部品として、たとえば、高精度な発振子として水晶やセラミック発振子が一般に用いられている。これらの部品は、たとえば、セラミック基板などのベースの一面上に素子としての発振子を構成し、この発振子を覆うように、上記ベースの一面に、薄弱部としての金属などのキャップを被せてなるものである。
【０００３】
さらに、これらの部品においては、キャップ内部の発振子が振動できるように中空状態とする目的で、キャップの内面と発振子とを離し、キャップと発振子との間に中空部を設けている。
【０００４】
そして、このような発振子を、マイコンなどが搭載された基材としての配線基板に搭載し、これらを金型に設置し、モールド樹脂で封止してなるモールドパッケージが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
このものでは、発振子をマイコンのクロック供給源として用いている。また、このようなモールドパッケージでは、発振子を搭載した配線基板をさらにアイランド上に搭載して、放熱を図るようにすることも行われている。ここで、アイランドは、リードフレームにおけるチップ搭載部や、ヒートシンクなどである。
【特許文献１】特開平６−１２０７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この種のモールドパッケージにおいて、上記発振子は、変形しやすい薄弱部としてのキャップを有しており、モールド成形時の樹脂応力がキャップの外面にかかって当該キャップが変形する可能性がある。
【０００７】
その結果、たとえば、キャップの内面とキャップ内部の素子とが接触して、素子が破壊されたり、キャップが素子に接触することで所望の素子特性が得られない、たとえば上記発振子の場合には所定の発振周波数が得られなかったりするなどの問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、応力により変形しやすい薄弱部を有する部品を配線基板に搭載し、これらをモールド樹脂により封止してなるモールドパッケージにおいて、モールド樹脂による薄弱部の変形を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、応力により変形しやすい薄弱部（１０ｂ）を有する部品（１０）を配線基板（３０）に搭載し、さらに、配線基板（３０）をアイランド（４０）に搭載し、これらをモールド樹脂（６０）により封止してなるモールドパッケージにおいて、部品（１０）を配線基板（３０）の一面に搭載し、アイランド（４０）の一面に凹部（４１）を設け、部品（１０）を凹部（４１）に収納した状態で、配線基板（３０）の一面とアイランド（４０）の一面とを接合し、アイランド（４０）の一面側にて配線基板（３０）を、モールド樹脂（６０）により封止したことを、第１の特徴とする。
【００１０】
それによれば、部品（１０）は、配線基板（３０）とアイランド（４０）との間において、アイランド（４０）の凹部（４１）に収納され、モールド樹脂（６０）から保護された状態にあるため、部品（１０）に、モールド樹脂（６０）による応力をかからないようにでき、モールド樹脂（６０）による薄弱部（１０ｂ）の変形を防止できる。
【００１１】
また、本発明は、応力により変形しやすい薄弱部（１０ｂ）を有する部品（１０）を配線基板（３０）に搭載し、これらをモールド樹脂（６０）により封止してなるモールドパッケージにおいて、配線基板（３０）の表面に開口部（３０ａ）を形成し、部品（１０）の薄弱部（１０ｂ）を開口部（３０ａ）に挿入し、開口部（３０ａ）の内部とモールド樹脂（６０）とを隔絶したことを、第２の特徴とする。
【００１２】
それによれば、部品（１０）における薄弱部（１０ｂ）は、配線基板（３０）の開口部（３０ａ）内のモールド樹脂（６０）とは隔絶された空間に収納され、モールド樹脂（６０）から保護された状態にあるため、部品（１０）の薄弱部（１０ｂ）に、モールド樹脂（６０）による応力をかからないようにでき、モールド樹脂（６０）による薄弱部（１０ｂ）の変形を防止できる。
【００１３】
また、上記構成を有するモールドパッケージにおいては、部品を、素子（１０ａ）に薄弱部としてのキャップ（１０ｂ）を被せてなるとともに、キャップ（１０ｂ）の内面と素子（１０ａ）との間に中空部を有し、さらに、板状のベース（１０ｃ）の一面に素子（１０ａ）を搭載し、ベース（１０ｃ）の一面にキャップ（１０ｂ）を被せてなるものにできる。
【００１４】
そして、このようなキャップ（１２）を有する部品（１０）を上記第２の特徴を有するモールドパッケージに採用した場合には、キャップ（１０ｂ）を開口部（３０ａ）に挿入するとともにベース（１０ｃ）により開口部（３０ａ）を閉塞した状態で、部品（１０）を配線基板（３０）に搭載し、ベース（１０ｃ）によって開口部（３０ａ）の内部とモールド樹脂（６０）とを隔絶した構成にできる。
【００１５】
それによれば、部品（１０）における薄弱部としてのキャップ（１０ｂ）は、配線基板（３０）の開口部（３０ａ）と部品（１０）のベース（１０ｃ）とにより閉塞された空間に収納され、モールド樹脂（６０）から隔絶されて保護された状態にあるものにできる。
【００１６】
さらに、この場合、ベース（１０ｃ）の一面とは反対側の他面に、電極（１０ｄ）を設け、この電極（１０ｄ）と配線基板（３０）とをボンディングワイヤ（１３）にて結線すれば、部品（１０）と配線基板（３０）との電気的な接続を適切に行える。
【００１７】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るモールドパッケージ１００の概略平面構成を示す図であり、モールド樹脂６０内の各部を透過して示してある。また、図２は、図１中のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、図３は、図１、図２中の部品１０の概略断面構成を示す図である。
【００２０】
限定するものではないが、本実施形態のモールドパッケージ１００は、自動車のパワーウィンドウの駆動モータを駆動するＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）に適用されるものとして説明する。
【００２１】
図１、図２に示されるように、本実施形態では、第１の配線基板３０において部品１０が搭載されている面を一面として、第１の配線基板３０は、その一面をアイランドとしてのヒートシンク４０に対向させてヒートシンク４０の一面上に搭載され、図示しないシリコンゴムなどの接着剤を介して接続されている。なお、この部品１０の詳細および搭載構造などについては、後述する。
【００２２】
また、この第１の配線基板３０における一面とは反対側の他面に、第１の電子素子１１、１２が搭載されている。第１の電子素子１１、１２は、制御素子としてのマイコン１１、制御ＩＣ１２からなる。これらは、半導体分野で通常採用されるものであり、発熱が比較的小さいものである。
【００２３】
これら第１の電子素子１１、１２は、図２に示されるように、第１の配線基板３０の他面上に、図示しないはんだや導電性接着剤などのマウント材を介して接続され、必要に応じて金やアルミニウムなどからなるボンディングワイヤ１３を介して第１の配線基板３０に電気的に接続されている。
【００２４】
また、ヒートシンク４０の一面上には、第１の配線基板３０とは別体の第２の配線基板３１、３２が搭載され、図示しないシリコンゴムなどの接着剤を介して接続されている。この第２の配線基板３１、３２は、別体に２個設けられている。そして、この第２の配線基板３１、３２上には、第２の電子素子２１〜２４が搭載され、図示しないはんだなどを介して接続されている。
【００２５】
第２の電子素子２１〜２４は、第１の電子素子１１、１２よりも大きい電流が流れ且つ大きい発熱を行うものであり、パワーＭＯＳ素子やＩＧＢＴ素子などのパワー素子からなるものである。
【００２６】
本例では、第２の電子素子２１〜２４は、パワー素子としての４個のパワーＭＯＳ素子２１〜２４から構成されており、２個ずつに別れて、第２の配線基板３１ともう一つの第２の配線基板３２のそれぞれに搭載されている。
【００２７】
そして、これらパワーＭＯＳ素子２１〜２４は、上記制御素子１１、１２によって制御されるものであるとともに上記パワーウィンドウのモータを駆動する駆動素子として構成されている。
【００２８】
ここで、第１、第２の配線基板３０〜３２としては、特に限定しないが、３層以上の層が積層されたセラミック積層基板またはプリント配線基板などを採用することができる。具体的には、各配線基板３０〜３２は、アルミナからなるアルミナ基板であることが好ましく、本例では、アルミナからなる積層配線基板としている。
【００２９】
また、図１、図２に示されるように、各配線基板３０〜３２の周囲にはリード５０が設けられており、これらリード５０と各配線基板３０〜３２の間、各配線基板３０〜３２同士、および各電子素子と配線基板３０〜３２との間は、ボンディングワイヤなどの公知の接続手段を介して電気的に接続されている。なお、これら接続手段の内、図１、図２では、一部のボンディングワイヤ１３を示し、他の部分は省略してある。
【００３０】
このリード５０は、通常のリードフレーム材料、すなわち銅や４２アロイなどの板材から作られたものである。そして、これらリード５０を介して、本モールドパッケージ１００と外部との電気信号のやりとりが可能となっている。
【００３１】
そして、図１、図２に示されるように、これら部品１０および電子素子１１、１２、２１〜２４が搭載された配線基板３０〜３２、ヒートシンク４０、ボンディングワイヤ１３、さらに各リード５０は、モールド樹脂６０により封止されている。
【００３２】
このモールド樹脂６０は、通常の半導体パッケージに用いられるエポキシ系樹脂などのモールド材料からなり、成形金型を用いたトランスファーモールド法などにより成形されるものである。
【００３３】
ここで、図２に示されるように、ヒートシンク４０の他面は、モールド樹脂６０から露出している。このヒートシンク４０は、鉄や銅などの金属よりなる板状のもので、このヒートシンク４０の露出する下面は、たとえば、図示しない外部のモータのケースなどに対して、はんだ実装される。
【００３４】
このようなモールドパッケージ１００においては、たとえば、部品１０および第１の電子素子１１、１２を搭載する第１の配線基板３０が制御回路部をなし、４個のパワーＭＯＳ素子２１〜２４および第２の配線基板３１、３２により上記パワーウィンドウのモータを駆動するパワー部が構成されている。
【００３５】
そして、制御回路部からの指令により上記パワー部が制御されて、車の窓ガラスを上昇・下降させるべく、図示しない上記モータが駆動されるようになっている。
【００３６】
ここにおいて、本実施形態では、第１の配線基板３０においては、各種電子素子１１、１２および部品１０、さらに必要に応じて抵抗、コンデンサなどが搭載されて混成集積回路を構成している。この第１の配線基板３０は本発明でいう配線基板である。
【００３７】
上述したように、部品１０は、第１の配線基板３０の一面に搭載されているが、この部品１０は、応力により変形しやすい薄弱部１０ｂを有するものである。具体的には、本例の部品１０は、セラミックや水晶などの発振子であり、部品１０から上記マイコン１１などにクロックを供給し、マイコン１１は、このクロックに基づいて動作するものとなっている。
【００３８】
本例では、部品１０は、図３に示されるように、板状のセラミック基板よりなるベース１０ｃの一面に素子としての圧電素子１０ａを搭載し、ベース１０ｃの一面に、薄弱部としての金属製のキャップ１０ｂを被せてなる。
【００３９】
そして、部品１０においては、キャップ１０ｂの内面と圧電素子１０ａとの間に中空部を有することで、キャップ１０ｂによって圧電素子１０ａの作動が阻害されないようになっている。このように、キャップ１０ｂは、その内部の素子１０ａとは離れた状態で素子１０ａを被覆している。
【００４０】
そして、この部品１０は、ベース１０ｃの他面側にて、たとえば図示しないバンプなどを介して、第１の配線基板３０の一面に電気的に接続されている。このような発振子に代表される部品１０の詳細構成は、従来のものと同様であるが、キャップ１０ｂは、内部の素子１０ａとは中空部を介しているが故に、応力で変形しやすいものとなっている。
【００４１】
そこで、本実施形態では、このキャップ１０ｂの変形を防止するために、次のような部品１０の搭載構造を採用している。
【００４２】
すなわち、第１の配線基板３０の一面と対向するアイランドとしてのヒートシンク４０の一面には、上述したように、シリコンゴムなどを介して、第１の配線基板３０が接続されているが、このヒートシンク４０の一面のうち部品１０に対応する部位に、部品１０を収納する大きさを持つ凹部４１を設けている。
【００４３】
このような凹部４１は、ヒートシンク４０に対して、プレス加工やエッチング加工などを行うことで容易に形成可能である。なお、この凹部４１は、部品１０が収納できる大きさであればよく、その形状は特に限定されるものではない。
【００４４】
そして、図２に示されるように、部品１０を凹部４１に収納した状態で、第１の配線基板３０の一面とヒートシンク４０の一面とが接合されており、ヒートシンク４０の一面側にて第１の配線基板３０がモールド樹脂６０により封止されている。
【００４５】
本実施形態では、このような部品１０の搭載構造を採用することにより、第１の配線基板３０およびヒートシンク４０の凹部４１によってモールド樹脂６０とは隔絶された空間内に、部品１０が収納されている。
【００４６】
なお、このようなモールドパッケージ１００は、たとえば、次のようにして製造することができる。凹部４１が形成されたヒートシンク４０の一面上に、上記部品１０および第１の電子素子１１、１２が実装された第１の配線基板３０を搭載するとともに、第２の電子素子２１〜２４が実装された第２の配線基板３１、３２を搭載する。
【００４７】
そして、このものの周囲にリード５０を配置して、ワイヤボンディングなどを行って、各部の電気的な接続を行う。このとき、本例では、ヒートシンク４０とリード５０を構成するリードフレームとは、かしめなどで一体に固定しておく。しかる後、これらを金型に入れてモールド樹脂６０により封止する。その後は、リードフレームのカットなどを行い、本実施形態のモールドパッケージ１００ができあがる。
【００４８】
ところで、本実施形態によれば、薄弱部としてのキャップ１０ｂを有する部品１０は、第１の配線基板３０とヒートシンク４０との間において、ヒートシンク４０の凹部４１に収納され、モールド樹脂６０から保護された状態にある。
【００４９】
そのため、モールド樹脂６０の成型時において、部品１０にはモールド樹脂６０が接することなく、モールド樹脂６０の膨張や収縮に伴う応力は、薄弱部であるキャップ１０ｂに加わることはない。
【００５０】
つまり、本実施形態によれば、部品１０に、モールド樹脂６０による応力をかからないようにできるため、モールド樹脂６０によるキャップ１０ｂの変形を防止することができる。
【００５１】
なお、本実施形態において、アイランドとしては、上記ヒートシンク４０を用いたが、このアイランドとしては、これに限定されるものではなく、たとえばリードフレームとして上記リード５０と一体に形成されるアイランド部であってもよい。
【００５２】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係るモールドパッケージ２００の概略平面構成を示す図であり、モールド樹脂６０内の各部を透過して示してある。また、図５は、図１中のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、図６は、図５中の丸で囲んだＣ部の概略断面構成を示す図である。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。
【００５３】
本実施形態のモールドパッケージ２００も、部品１０として、上記第１実施形態と同様の応力により変形しやすい薄弱部としてのキャップ１０ｂを有する部品１０を備える。そして、この部品１０を第１の配線基板３０に搭載するとともに、配線基板３０をヒートシンク４０に搭載し、これらをモールド樹脂６０により封止してなる。
【００５４】
ここにおいて、図４〜図６に示されるように、本モールドパッケージ２００では、部品１０の搭載構造が上記第１実施形態と異なるものである。
【００５５】
すなわち、上記第１実施形態では他面に相当する第１の配線基板３０の表面において、本実施形態では、部品１０を収納可能な開口部３０ａを形成している。ここで、この第１の配線基板３０の開口部３０ａは、当該第１の配線基板３０の表面から凹んだ凹部であるが、第１の配線基板３０を貫通する貫通穴であってもよい。
【００５６】
このような開口部３０ａは、プレス加工などにより容易に形成可能である。なお、この開口部３０ａは、部品１０が収納できる大きさであればよく、その形状は特に限定されるものではない。
【００５７】
そして、図５、図６に示されるように、部品１０のキャップ１０ｂが、この開口部３０ａに挿入されており、開口部３０ａの内部とモールド樹脂６０とは隔絶されている。具体的には、図６に示されるように、部品１０は、キャップ１０ｂを開口部３０ａに挿入するとともにベース１０ｃにより開口部３０ａに蓋をして開口部３０ａを閉塞した状態となっている。
【００５８】
ここで、部品１０におけるベース１０ｃは、第１の配線基板３０における開口部３０ａの開口縁部に接着剤などにより固定されている。このようにして、部品１０は第１の配線基板３０に搭載されている。
【００５９】
さらに、本実施形態では、部品１０のベース１０ｃにおいてキャップ１０ｂ側となる一面とは反対側の他面には、電極１０ｄが設けられている。この電極１０ｄは、導体ペーストなどによりなるもので、ベース１０ｃの一面側の圧電素子１０ａとスルーホールなどによって電気的に接続されている。
【００６０】
そして、この電極１０ｄと第１の配線基板３０とがボンディングワイヤ１３にて結線されている。このようなベース１０ｃの構成を採用することにより、部品１０と第１の配線基板３０との適切な電気的接続がなされている。
【００６１】
ところで、本実施形態によれば、部品１０における薄弱部としてのキャップ１０ｂは、第１の配線基板３０の開口部３０ａ内のモールド樹脂６０とは隔絶された空間に収納され、モールド樹脂６０から保護された状態にある。
【００６２】
そのため、モールド樹脂６０の成型時において、部品１０にはモールド樹脂６０が接することなく、モールド樹脂６０の膨張や収縮に伴う応力は、薄弱部であるキャップ１０ｂに加わることはない。
【００６３】
こうして、本実施形態によれば、部品１０のキャップ１０ｂに、モールド樹脂６０による応力をかからないようにできるため、モールド樹脂６０によるキャップ１０ｂの変形を防止することができる。
【００６４】
ちなみに、本実施形態においては、ヒートシンク４０は無いものであってもよい。つまり、本実施形態のモールドパッケージとしては、部品１０を配線基板３０に搭載し、部品１０および配線基板３０をモールド樹脂６０により封止してなるものであればよい。
【００６５】
また、本実施形態において、部品１０と第１の配線基板３０との電気的な接続は、上記図６に示されるようなベース１０ｃの電極１０ｄを利用するものに限定されるものではなく、種々の形態が採用可能である。
【００６６】
（他の実施形態）
なお、応力により変形しやすい薄弱部を有する部品としては、上記図３に示されるような発振子１０に限定されるものではなく、モールド樹脂６０の応力により変形する恐れのある部位としての薄弱部を有する部品であればよい。
【００６７】
また、部品以外にも、電子素子、配線基板、アイランドは、上記実施形態に限定されるものではなく、その種類や数、形状、材質など、適宜設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモールドパッケージの概略平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ概略断面図である。
【図３】上記図１、図２中の部品の概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るモールドパッケージの概略平面図である。
【図５】図１中のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図６】上記図５中のＣ部概略断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…部品、１０ａ…素子としての圧電素子、１０ｂ…薄弱部としてのキャップ、
１０ｃ…ベース、１０ｄ…電極、１３…ボンディングワイヤ、
３０…配線基板としての第１の配線基板、３０ａ…第１の配線基板の開口部、
４０…アイランドとしてのヒートシンク、４１…ヒートシンクの凹部、
６０…モールド樹脂。
【図１】
2007234921.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007234921.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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