(57)【要約】【課題】複数の樹脂材料から構成される封止樹脂が界面から破壊することを抑止する構成を備えた回路装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の混成集積回路装置１０では、第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０から成る封止樹脂１６で回路基板１４を樹脂封止している。また、第２封止樹脂２０の側辺を内側に窪ませて固定部１９を設け、この固定部１９に隣接する第１封止樹脂１８の側辺を内側に窪ませて凹状領域１３を形成している。これにより凹状領域１３が設けられた部分において、第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０の界面が固定部１９から離間され、この界面に使用状況下にて作用するストレスが軽減される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板の上面に配置された回路素子と、
前記回路素子、前記回路基板の上面および側面を被覆する第１封止樹脂と、
前記第１封止樹脂を被覆する第２封止樹脂と、
相対向する前記第２封止樹脂の側辺を平面視で内側に窪ませた固定部と、を備え、
前記固定部に接近する前記第１封止樹脂の側辺の中間部を、前記側辺の端部よりも内側に配置して凹状領域を設けることを特徴とする回路装置。
【請求項２】
前記回路基板は、第１方向で対向する第１側辺および第２側辺と、前記第１方向に対して直角な第２方向で対向する第３側辺および第４側辺を有し、
前記第１側辺および前記第２側辺に沿って前記回路基板に固着されて前記回路素子と電気的に接続されると共に、前記第１封止樹脂および前記第２封止樹脂から外部に導出されるリードを更に備え、
前記固定部は、前記回路基板の前記第３側辺および第４側辺の側方の前記第２封止樹脂に設けられることを特徴とする請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記固定部の内側の端部を、前記凹状領域に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記凹状領域よりも端部で、前記回路基板の上面を露出させた露出部を設け、
前記露出部の両側に前記第１封止樹脂を壁状に突起させた壁部を設けることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の回路装置。
【請求項５】
前記壁部は、前記露出部の内側に配置された第１壁部と、前記露出部の外側に配置された第２壁部とを有し、
前記第２壁部は前記第１壁部よりも低く形成されることを特徴とする請求項４に記載の回路装置。
【請求項６】
上面に回路素子が実装された回路基板を第１金型に収納し、第１封止樹脂で前記回路素子、前記回路基板の上面および側面を被覆する第１工程と、
前記第１封止樹脂で被覆された状態の前記回路基板を第２金型に収納し、第２封止樹脂で前記第１封止樹脂を被覆する第２工程と、を備え、
前記第１工程では、相対向する前記第１封止樹脂の側辺の中間部を端部よりも内側に配置することで凹状領域を形成し、
前記第２工程では、前記凹状領域の側方で前記第２封止樹脂を内側に窪ませて固定部を設けることを特徴とする回路装置の製造方法。
【請求項７】
前記固定部の内側の端部を、前記凹状領域に配置することを特徴とする請求項６に記載の回路装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１工程では、前記第１金型で前記回路基板の上面を押圧し、前記押圧される前記回路基板の一部が露出部として前記第１封止樹脂から露出することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の回路装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程では、前記露出部の内側に第１壁部を設け、前記露出部の外側に前記第１壁部よりも低い第２壁部を設けることを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記載の回路装置の製造方法。
【請求項１０】
第２工程では、前記第１封止樹脂の上面を前記第２金型の内壁に当接させた状態で、前記第１封止樹脂から露出する前記回路基板の下面、前記第１封止樹脂の下面および側面を前記第２封止樹脂で被覆する、ことを特徴とする請求項６から請求項９の何れかに記載の回路装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２工程では、前記凹状領域の両側で、前記第１封止樹脂の下面を厚み方向に突起させた突起部を前記第２金型の内壁に当接させ、
前記突起部の突起部の側面を前記第２封止樹脂で被覆することを特徴とする請求項６から請求項１０の何れかに記載の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、上面に回路素子が組み込まれた回路基板を樹脂封止する回路装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタやチップ素子から成る混成集積回路が上面に組み込まれた回路基板を封止する方法としては、ケース材を用いた封止方法と、樹脂により樹脂封止する方法が有る。
【０００３】
ケース材を用いた場合では、中空部を備えた蓋状のケース材を回路基板に嵌合させることで、回路基板の上面に形成された混成集積回路を、ケース材の中空部に収納する。
【０００４】
樹脂封止が採用された場合は、金型を用いた射出成形により回路基板の上面に形成された混成集積回路が被覆される。図８（Ａ）を参照して、樹脂封止された混成集積回路装置１００の構成を説明する。混成集積回路１００では、先ず、アルミニウム等の金属から成る回路基板１０１の上面が全面的に絶縁層１０２により被覆されている。そして、絶縁層１０２の上面に形成された導電パターン１０３に回路素子が接続されて所定の混成集積回路が構成されている。回路基板１０１の上面に配置される素子としては、金属細線１０７により接続された半導体素子１０５Ａとチップ素子１０５Ｂが図示されている。回路基板１０１の端部では、パッド状の導電パターン１０３にリード１０４が固着されている。
【０００５】
封止樹脂１０６は熱可塑性樹脂であり、回路基板１０１の上面、側面および下面を被覆している。ここで、回路基板１０１の上面に形成された回路素子から発生した熱を、回路基板１０１を経由して良好に外部に放出させるためには、回路基板１０１の下面を被覆する封止樹脂１０６を薄くすることが有効である。しかしながら、回路基板１０１の下面を被覆する封止樹脂１０６の厚みを例えば０．５ｍｍ程度に薄く設定すると、回路基板１０１の下面が部分的に封止樹脂１０６により被覆されない問題が発生する。この理由は、金型を用いて封止樹脂１０６を射出成形する工程にて、回路基板１０１の下面と金型の内壁下面との間隙が狭くなり、この間隙に十分に封止樹脂が行き渡らなくなるからである。
【０００６】
この問題を回避するための方法を、図８（Ｂ）を参照して説明する（下記特許文献１）。ここでは、支持部材１１０により回路基板１０１を下面から支持した状態でインジェクションモールドを行っている。具体的には、支持部材１１０は熱可塑性樹脂から成り、内側の面は回路基板１０１の下面および側面の一部に当接するサイズである。また、支持部材１１０の外側の面は金型１１２の内壁下面および側面に接触する大きさとなっている。従って、支持部材１１０により支持された状態の回路基板１０１を金型１１２のキャビティ１１４に収納させると、回路基板１０１の下面と金型１１２の内壁下面との間隙に支持部材１１０が位置する。この状態で、熱可塑性樹脂をキャビティ１１４に注入することにより、回路基板１０１の樹脂封止が行われる。この方法によると、回路基板１０１の下面と金型１１２の内壁下面との間隙には支持部材１１０が位置しており、この間隙に液状の熱硬化性樹脂を注入する必要がないので、回路基板１０１の下面が部分的に被覆されないことによるボイドの発生が防止される。また、樹脂封止時の注入圧から金属細線等を保護するために、回路素子が被覆されるように回路基板１０１の上面にポッティング樹脂１２０が形成されている。
【０００７】
更に、他の封止方法が下記特許文献２に記載されている。この文献の図３およびその説明箇所を参照すると、回路基板２２の下面に配置された樹脂シート５２を溶融させることにより、回路基板２２の下面を薄く樹脂封止することを可能としている。
【０００８】
具体的には、先ず、樹脂材料を打錠加工した樹脂シート５２を下金型４４に配置し、この樹脂シート５２の上面に回路基板２２を載置している。そして、下金型４４により加熱溶融された樹脂シート５２により、回路基板２２の下面が薄く被覆される。樹脂シート５２で回路基板２２の下面を被覆することにより、ボイドを発生させることなく回路基板２２の下面を薄く樹脂封止することが可能となる。
【０００９】
一方、複数回の樹脂モールドにより回路素子を樹脂封止する技術が下記特許文献３に記載されている。この文献の第１図および明細書３頁の記載を参照すると、半導体チップ１０３を第１のモールド樹脂１１６で被覆し、更に第１のモールド樹脂１１６およびヒートシンク１０１を第２のモールド樹脂１１で被覆している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３３１６４４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−８６９９３号公報
【特許文献３】特開昭６３−１４１３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記した複数回の樹脂封止により回路素子や回路基板を樹脂封止する上記した方法では、両樹脂の界面が製品に残存する場合がある。また、図８（Ａ）に示した混成集積回路装置１００をセットに装着する際には、封止樹脂１０６の端部をビス等の固定手段で押圧固定するので、封止樹脂１０６にはストレスが作用する。従って、封止樹脂１０６が押圧される部分の近傍に樹脂同士の境界面が存在すると、この境界面から封止樹脂１０６が破壊されてしまう恐れがある。
【００１２】
本発明は上記した問題点を鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、複数の樹脂材料から構成される封止樹脂が界面から破壊されることを抑止する構成を備えた回路装置およびそ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】
【００１３】
本発明の回路装置は、回路基板と、前記回路基板の上面に配置された回路素子と、前記回路素子、前記回路基板の上面および側面を被覆する第１封止樹脂と、前記第１封止樹脂を被覆する第２封止樹脂と、相対向する前記第２封止樹脂の側辺を平面視で内側に窪ませた固定部と、を備え、前記固定部に接近する前記第１封止樹脂の側辺の中間部を、前記側辺の端部よりも内側に配置して凹状領域を設けることを特徴とする。
【００１４】
本発明の回路装置の製造方法は、上面に回路素子が実装された回路基板を第１金型に収納し、第１封止樹脂で前記回路素子、前記回路基板の上面および側面を被覆する第１工程と、前記第１封止樹脂で被覆された状態の前記回路基板を第２金型に収納し、第２封止樹脂で前記第１封止樹脂を被覆する第２工程と、を備え、前記第１工程では、相対向する前記第１封止樹脂の側辺の中間部を端部よりも内側に配置することで凹状領域を形成し、前記第２工程では、前記凹状領域の側方で前記第２封止樹脂を内側に窪ませて固定部を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、封止樹脂を、回路基板を被覆する第１封止樹脂と、この第１封止樹脂を更に被覆する第２封止樹脂から構成している。そして、第２封止樹脂を平面視で窪ませることで固定部を設け、この固定部に接近する第１封止樹脂の側辺中間部を内側に配置することで凹状領域を設けている。これにより、第１封止樹脂と第２封止樹脂との境界が、固定部から離間されるので、固定部がビス等で押圧固定された際に、境界に作用する応力が低減され、この境界にて封止樹脂が破壊されることが抑止される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の回路装置を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は断面図である。
【図２】本発明の回路装置を示す平面図である。
【図３】本発明の回路装置の第１封止樹脂を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は部分的に拡大された斜視図である。
【図４】本発明の回路装置を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は回路基板を抜き出して示す平面図である。
【図５】本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は成形される第１封止樹脂を示す斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は断面図である。
【図６】本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は成形される第２封止樹脂を示す斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は断面図である。
【図７】本発明の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は第１封止樹脂を成形する工程でのイジェクトピンを示す断面図であり、（Ｂ）は第２封止樹脂を成形する工程でのイジェクトピンを示す断面図である。
【図８】背景技術の回路装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は製造される混成集積回路装置を示す断面図であり、（Ｂ）は樹脂封止工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照して、本形態が適用される混成集積回路装置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Ｂ−Ｂ’線に於ける断面図であり、（Ｃ）はＣ−Ｃ’線に於ける断面図である。
【００１８】
混成集積回路装置１０は、回路基板１４の上面に、導電パターン２２と回路素子から成る混成集積回路が組み込まれ、この回路と電気的に接続されたリード２４が外部に導出している。更に、回路基板１４の上面に構築された混成集積回路、回路基板１４の上面、側面および下面は、熱硬化性樹脂から成る封止樹脂１６により一体的に被覆されている。
【００１９】
回路基板１４は、アルミニウムや銅等の金属から成る基板であり、具体的な大きさは、例えば縦×横×厚さ＝６１ｍｍ×４２ｍｍ×１ｍｍ程度である。ここで、回路基板１４の材料として金属以外が採用されても良く、例えば、セラミックや樹脂材料が回路基板１４の材料として採用されても良い。
【００２０】
絶縁層２６は、フィラーが高充填されたエポキシ樹脂から成り、回路基板１４の表面全域を覆うように形成されている。
【００２１】
導電パターン２２は厚みが５０μｍ程度の銅等の金属膜から成り、所定の電気回路が実現されるように絶縁層２６の表面に形成される。また、リード２４が導出する辺に、導電パターン２２からなるパッドが形成される。
【００２２】
半導体素子２８およびチップ素子３０（回路素子）は、半田等の接合材を介して、導電パターン２２の所定の箇所に固着されている。半導体素子２８としては、トランジスタ、ＬＳＩチップ、ダイオード等が採用される。ここでは、半導体素子２８と導電パターン２２とは、金属細線３４を経由して接続される。チップ素子３０としては、チップ抵抗やチップコンデンサ等が採用され、両端の電極は半田等の接合材を介して導電パターン２２に固着されている。また、半導体素子２８が、多量の熱を放出するパワー系の素子である場合は、厚さが数ミリ程度の金属片から成るヒートシンクを介して回路基板１４の上面に固着される。
【００２３】
リード２４は、回路基板１４の周辺部に設けられたパッドに固着され、入力信号や出力信号が通過する外部接続端子として機能している。図１（Ｂ）を参照すると、回路基板１４の対向する２つの辺に沿って多数個のリード２４が設けられているが、１つの側辺または４つの側辺に沿ってリード２４が配置されても良い。
【００２４】
封止樹脂１６は、熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールドにより形成される。本形態では、複数回のトランスファーモールドにより、封止樹脂１６が形成される。図１（Ｂ）では、封止樹脂１６により、導電パターン２２、半導体素子２８、チップ素子３０、金属細線３４が封止されている。更に、回路基板１４の上面、側面および下面が封止樹脂１６により被覆されている。
【００２５】
更に、図１（Ａ）を参照して、紙面上にて左右方向に対向する封止樹脂１６の側面中間部に固定部１９が設けられている。固定部１９は、平面視で封止樹脂１６の側面を略半円状に内側に窪ませた部位であり、この部分にビス等の固定手段が配置されることで、封止樹脂１６の下面がヒートシンク等の放熱体に当接される。
【００２６】
図１（Ｂ）を参照して、封止樹脂１６に関して更に説明する。まず、封止樹脂１６の外観は、下面および側面が第２封止樹脂２０から成り、上面の周辺部は第２封止樹脂２０から成り、それ以外の上面は第１封止樹脂１８が露出する面となる。
【００２７】
換言すると、第１封止樹脂１８は回路基板１４の下面を露出した状態で回路素子および回路基板１４を被覆しており、第２封止樹脂２０は回路基板１４の下面および第１封止樹脂１８の側面を包み込むように封止している。第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０との界面は外部から回路基板１４に向かって水分が進入しやすい経路となり得るが、この構成によりこの経路が長く設定されるので耐湿性が向上する。
【００２８】
第１封止樹脂１８は１回目のトランスファーモールドにより形成され、半導体素子２８等の回路素子、リード２４の接続部分、回路基板１４の上面および側面を被覆している。第１封止樹脂１８は、フィラーが充填されたエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。また、回路基板１４の下面は基本的には第１封止樹脂では被覆されずに下方に露出している。第１封止樹脂１８は、半導体素子２８から発生する熱の経路である回路基板１４の下面を被覆しない。従って、高い放熱性を要求されないことから、第１封止樹脂１８の材料としては放熱性の低い樹脂材料が採用される。また、リード２４が導出する第１封止樹脂１８の側面は、樹脂封止時の離型性が考慮されて、リード２４の導出部分が外部に突出する傾斜面と成っている。ここで、回路基板１４の下面は必ずしも第１封止樹脂１８から下方に露出させる必要はなく、厚さが数十μｍ程度の薄い樹脂バリのような第１封止樹脂１８により回路基板１４の下面が被覆されても良い。
【００２９】
第２封止樹脂２０は２回目のトランスファーモールドにより形成され、第１封止樹脂の側面および下面、回路基板１４の下面を被覆している。第２封止樹脂２０の厚みは一様ではない。
【００３０】
具体的には、図１（Ｂ）を参照して、回路基板１４の下面、第１封止樹脂１８の下面および、リード２４が導出する対向する第１封止樹脂１８の側面を被覆する第２封止樹脂２０の厚みは一定に設定される。回路基板１４および第１封止樹脂１８の下面を被覆する第２封止樹脂２０の厚みＬ１は、例えば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。回路基板１４の下面を被覆する第２封止樹脂２０をこの様に薄くすることにより、第２封止樹脂２０の熱抵抗が低減され、半導体素子２８から発生した熱が、回路基板１４および第２封止樹脂２０を経由して良好に外部に放出される。第１封止樹脂１８の側面を被覆する第２封止樹脂２０の厚みＬ２も、Ｌ１と同程度である。
【００３１】
本形態では、第１封止樹脂１８の側面を被覆する第２封止樹脂２０の厚みＬ２を、回路基板１４の下面を被覆する第２封止樹脂２０の厚みＬ１と同様にすることにより、樹脂封止の工程にてこれらの部分に一様に第２封止樹脂２０を行き渡らせてボイド無く樹脂封止を行うことができる。この事項は、図５を参照して後述する。
【００３２】
一方、図１（Ｃ）を参照して、リード２４が導出しない側面（図１（Ａ）で左右方向に対向する側面）では、第１封止樹脂１８の側面を被覆する第２封止樹脂の厚さＬ３は例えば５ｍｍ程度であり、図１（Ｂ）の場合と比較すると厚く被覆される。これは、図１（Ａ）に示す固定部１９を設けるためである。
【００３３】
ここで、図１（Ｂ）では、第１封止樹脂１８の上面は第２封止樹脂２０から露出しているように図示されているが、厚さが数十μｍ程度の薄い樹脂バリのような第２封止樹脂２０により第１封止樹脂１８の上面が被覆されても良い。
【００３４】
また、図１（Ｃ）を参照して、第１封止樹脂１８の側面（境界３６）は、下部が上部よりも外側に広がる傾斜面と成っている。これにより、境界３６にて第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０との嵌合が強化されてアンカー効果が発生し、両樹脂の剥離が防止される。
【００３５】
また、回路基板１４の４隅に対応して、第１封止樹脂１８の下面を円柱状に下方に突起させた樹脂突起部１２が設けられている。樹脂突起部１２の幅は２．０ｍｍ程度であり、高さは回路基板１４の下面を被覆する第２封止樹脂２０と同様に、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。樹脂突起部１２の側面は第２封止樹脂２０により被覆され、樹脂突起部１２の下面は第２封止樹脂２０から下方に露出するか或いは第２封止樹脂２０により薄く覆われる。この様に、第１封止樹脂１８の下面を部分的に下方に突出させて樹脂突起部１２とし、この樹脂突起部１２の側面を第２封止樹脂２０で被覆する事により、第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０とが良好に嵌合し、両者の剥離が防止される。
【００３６】
更にまた、樹脂突起部１２と回路基板１４とが離間する距離Ｌ４は、例えば０．５ｍｍ以上に設定される。回路基板１４の端部側面は金属材料が露出する面であり、この部分は第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０との境界３６を経由して外部と連続している。従って、この境界３６を経由して外部とショートする可能性が有るが、本形態では樹脂突起部１２を回路基板１４の端部から離間させることによりこのショートの危険性を少なくしている。
【００３７】
尚、この樹脂突起部１２は必須の構成要素ではなく、後述する樹脂封止方法にて樹脂突起部１２以外の構成にて回路基板１４の下方の間隙が確保されれば、樹脂突起部１２は形成されない。
【００３８】
上記した第１封止樹脂１８および第２封止樹脂２０は、エポキシ樹脂等の樹脂材料、フィラーおよび硬化促進剤等の混合物である。ここで、第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０とは同じ材料から構成されても良いし、異なる材料から構成されても良い。
【００３９】
例えば、第２封止樹脂２０に含まれるフィラーの量を、第１封止樹脂１８に含まれるフィラーの量よりも多くしても良い。具体的には、第２封止樹脂２０にフィラーが含まれる割合を８３重量％以上８７重量％以下（例えば８５重量％）とし、第１封止樹脂にフィラーが含まれる割合を７８重量％以上８２重量％以下（例えば８０重量％）とする。第２封止樹脂２０が大量のフィラーを含むことにより、第２封止樹脂２０の放熱性が良好となる。従って、半導体素子２８等の回路素子が動作することにより発生した熱が、回路基板１４および第２封止樹脂２０を経由して良好に外部に放出される。一方、第１封止樹脂１８に含まれるフィラーの量を少なくすることにより、樹脂注入の際に硬いフィラーが回路素子や金属細線３４に衝突する頻度が少なくなるので、樹脂封止の工程に於ける回路素子の損傷が抑制される。
【００４０】
また、第１封止樹脂１８に含まれるフィラーの種類と、第２封止樹脂２０に含まれるフィラーの種類を異ならせても良い。例えば、第２封止樹脂２０に含まれるフィラーとしてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を採用し、第１封止樹脂１８に含まれるフィラーとしてシリカ（ＳｉＯ２）を採用しても良い。第２封止樹脂２０に含まれるフィラーとして熱伝導性に優れるアルミナを採用することにより、第２封止樹脂２０を経由した放熱の効果が向上される。更に、両樹脂にフィラーとしてアルミナおよびシリカが含まれる場合は、第２封止樹脂２０に採用されるフィラーにアルミナが含まれる割合を第１封止樹脂１８よりも多くしても良い。
【００４１】
更に、第２封止樹脂２０が硬化収縮する量（収縮率）を第１封止樹脂１８よりも大きくしても良い。具体的には、第１封止樹脂１８の硬化収縮に伴う収縮率は０．４％であり、第２封止樹脂２０の収縮率は０．５％である。各樹脂の収縮率は、フィラーの含有率を調整することにより、変化させることができる。これにより、第１封止樹脂１８の側面および下面を包み込む第２封止樹脂２０の効果収縮に伴う圧縮力が第１封止樹脂１８に作用し、両者が境界３６にて嵌合する作用が大きくなり剥離が防止される。
【００４２】
また、境界３６における第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０との嵌合作用をより大きくするために、第１封止樹脂１８の表面の粗度を一定以上にしても良い。例えば、第１封止樹脂１８の表面の粗度は、１３．０μＲＺ以上１５．０μＲＺ以下が好適である。これは、樹脂封止の工程にて、第１封止樹脂１８を成形するモールド金型の内壁を、同様の粗度を有する面とすることにより実現される。第１封止樹脂１８の表面の粗度を１３μＲＺ以上とすることにより、境界３６にて、第１封止樹脂１８の表面に第２封止樹脂２０を良好に嵌合できる。また、第１封止樹脂１８の表面の粗度を１５μＲＺ以下とすることで、第１封止樹脂１８を樹脂成形する際に、モールド金型から第１封止樹脂１８を良好に離型させることができる。
【００４３】
図２を参照して、第１封止樹脂１８および第２封止樹脂２０の構成を更に説明する。この図は混成集積回路装置１０を上方から見た平面図であり、実際には見えない回路基板１４および第１封止樹脂１８の外縁を点線にて示している。
【００４４】
この図を参照して、まず第１封止樹脂１８の外縁（側辺）は、回路基板１４と第２封止樹脂２０の間に配置されている。また、紙面上で左右方向に対向する第１封止樹脂１８の側辺の中間部分は、例えば端部よりも２．０〜３．０ｍｍ以上内側に配置されており、これにより凹状領域１３が形成されている。また、第２封止樹脂２０の側面中央部を内側に窪ませた固定部１９の一部は、この凹状領域１３に配置されている。
【００４５】
混成集積回路装置１０の使用状況下では、固定部１９にはネジ等の固定手段が固定されて応力が作用する。また、第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０との境界部分は異種材料の界面であるので、封止樹脂１６の他の部分と比較すると機械的強度が弱い。このことから本形態では、第１封止樹脂１８の側面を内側に４．０ｍｍ以上窪ませて凹状領域１３を形成することで、第１封止樹脂１８と第２封止樹脂２０との界面を固定部１９から離間し、固定部１９に加えられる応力で界面から両樹脂が剥離することを防止している。
【００４６】
更に、固定部１９の内側の端部が凹状領域１３に配置されるで、固定部１９を設けるために第１封止樹脂１８を紙面上にて左右方向に過度に拡大させる必要がなく、これにより装置全体が小型化される。
【００４７】
また、第１封止樹脂１８の各角部の下面には、上記した樹脂突起部１２が配置されている。上記したように、紙面上で左右方向に対向する第１封止樹脂１８の側辺は内側に窪ませてあるので、この側辺は回路基板１４に極めて接近しており、この側辺付近の下面に上記した樹脂突起部１２を配置することは困難である。そこで本形態では、凹状領域１３が設けられない第１封止樹脂１８の端部付近の下面に樹脂突起部１２を設けている。
【００４８】
図３および図４を参照して、次に、第１封止樹脂１８の形状を更に説明する。図３（Ａ）は第１封止樹脂１８を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は第１封止樹脂１８の角部を拡大して示す斜視図であり、図４（Ａ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図であり、図４（Ｂ）は回路基板１４を示す平面図である。
【００４９】
図３（Ａ）および図４（Ａ）を参照して、第１封止樹脂１８の４隅は、紙面上左右方向に突出する突出部２１を呈すると共に、回路基板１４の上面が第１封止樹脂１８から露出する露出部２５が形成されている。この露出部２５は、回路基板１４を第１封止樹脂１８で樹脂封止する工程にて、金型で回路基板１４の上面を押圧固定することで形成される部位である。従って、第１封止樹脂１８を形成する工程にて、回路基板１４を金型で押圧しなければ、第１封止樹脂１８に露出部は形成されない。また、各突出部２１の下面には、図１（Ｃ）に示した樹脂突起部１２が設けられている。
【００５０】
図３（Ｂ）を参照して、突出部２１には、露出部２５を両側から囲むように、壁部２３Ａ、２３Ｂが設けられている。ここで、外側に配置された壁部２３Ｂの高さＬ１２は、内側に配置された壁部２３Ａの高さＬ１１よりも低く設定されている。即ち、外側の壁部２３Ｂの上面は、内側の壁部２３Ａの上面よりも下方に配置されている。
【００５１】
これにより、樹脂封止の工程にて露出部２５が形成される凹状の部分に樹脂が行き渡らずにボイドが発生することが防止される。具体的には、樹脂封止の工程にて露出部２５の部分に流入した液状の樹脂は、低い外側の壁部２３Ｂの上方を外側に向かって流動する。これにより、露出部２５が設けられた凹状部分に充分に樹脂が行き渡り、ボイドが防止される。この事項は、他の突出部２１に関しても同様である。
【００５２】
更に、各突出部２１で外側に配置される壁部２３Ｂを低くすることにより、この壁部２３Ｂが第２封止樹脂２０（図１（Ｃ）参照）により厚く被覆され、両樹脂が嵌合する強度が向上される。また、第１封止樹脂１８の端部の突出部２１を、この様に凹凸を有する形状とすることによっても、この突出部２１に第２封止樹脂２０が嵌合して両樹脂が良好に密着する。
【００５３】
図４（Ｂ）を参照して、第１封止樹脂１８から回路基板１４の上面が露出する露出部２５は、回路基板１４の４隅に設けられる。具体的には、露出部２５は、回路基板１４の端部から半径５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ以内の領域に設けられる。この角部の領域は、プレス加工やダイシング加工により回路基板１４の上面を被覆する絶縁層２６にクラックが生じている場合が多いので、導電パターン２２や半導体素子２８等の回路素子は配置されていない。このことから、この角部の回路基板１４の上面が露出部２５として第１封止樹脂１８から外部に露出しても、回路基板１４の上面に組み込まれる混成集積回路には悪影響は及ばない。
【００５４】
図５から図７を参照して、次に、上記した構成の混成集積回路装置の製造方法を説明する。図５は上記した第１封止樹脂１８を形成する１回目のトランスファーモールドを示し、図６は第２封止樹脂２０を形成する２回目のトランスファーモールドを示す。図７は、イジェクトピンの動作を示す図である。
【００５５】
図５を参照して、まず、第１封止樹脂１８で回路基板１４を被覆する工程を説明する。図５（Ａ）は本工程で製造される第１封止樹脂１８を示す斜視図であり、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）はトランスファーモールドを行う本工程を示す断面図である。ここで、図５（Ｂ）の断面図は図５（Ａ）のＢ−Ｂ’線に対応し、図５（Ｃ）の断面図は図５（Ａ）のＣ−Ｃ’線に対応している。
【００５６】
図５（Ｂ）を参照して、まず、半導体素子等の回路素子が上面に組み込まれた回路基板１４を金型２７に収納する。具体的には、回路基板１４の上面に半導体素子等の回路素子を固着し、この回路素子と導電パターンとを電気的に接続する。更に、回路基板１４の周辺部に配置されたパッドにリード２４を固着する。その後、下金型３１に回路基板１４を収納して下金型３１に上金型２９を当接させることで、両金型の間隙として形成されるキャビティ３９に回路基板１４が収納される。また、リード２４は上下方向から上金型２９および下金型３１により挟持されることで固定され、これによりキャビティ３９の内部に於ける回路基板１４の位置が厚み方向および左右方向に対して固定される。更にまた、金型２７でリード２４を狭持することにより回路基板１４の下面が下金型３１の内壁に当接し、これにより本工程では回路基板１４の下面が第１封止樹脂１８で覆われず露出することに成る。
【００５７】
キャビティ３９の形状は、図５（Ａ）に示す第１封止樹脂１８を反転させた形状を有し、凹状領域１３の窪み形状に即した凸部がキャビティ３９の両側に設けられている。更に、キャビティ３９の端部は、図３（Ｃ）に示す突出部２１を反転させた形状とされている。
【００５８】
次に、図５（Ｃ）を参照して、加熱されることで液状または半固形の状態となった第１封止樹脂１８を、キャビティ３９に注入する。本形態では、図５（Ａ）および図５（Ｃ）を参照して、リード２４が導出しない側辺にゲート４２を設け、ゲート４２に対向する位置にエアベント４４を設けている。従って、ゲート４２から第１封止樹脂１８を注入するに従い、キャビティ３９内部の空気はエアベント４４を経由して外部に放出される。
【００５９】
キャビティ３９の全域に第１封止樹脂１８が注入されることで、回路基板１４の側面および上面、半導体素子等の回路素子が第１封止樹脂１８により樹脂封止される。一方、回路基板１４の下面は下金型３１の内壁に当接しているので第１封止樹脂１８では基本的に被覆されない。しかしながら、回路基板１４の下面と下金型３１の内壁との間に間隙がある場合は、この間隙に進入した第１封止樹脂１８から成る薄い樹脂膜により回路基板１４の下面が被覆される。
【００６０】
キャビティ３９に注入された第１封止樹脂１８が加熱硬化したら、上金型２９と下金型３１とを離型し、第１封止樹脂１８を金型２７から取り出す。本工程では、上金型２９に円筒状の孔部を設け、この孔部にイジェクトピン３８が収納されている。イジェクトピン３８の下面は、キャビティ３９に第１封止樹脂１８を封入する間は上金型２９の内壁と同一平面上に位置し、第１封止樹脂１８が硬化した後に金型２７から第１封止樹脂１８を取り出す際に、下方に移動する。これにより、成形された第１封止樹脂１８がイジェクトピン３８により押し出されて離型される。イジェクトピン３８は、上金型２９に４つ設けられ、これに対応して第１封止樹脂１８の上面には、押圧痕としての当接部４０が設けられる（図５（Ａ）参照）。
【００６１】
図５（Ｂ）を参照して、リード２４が導出される側辺では、上金型２９の側面は下部が上部よりも外側に広がる傾斜面であり、下金型３１の側面は上部が下部よりも外側に広がる傾斜面である。両金型の側面がこの様な形状を呈することにより、キャビティ３９で成形された第１封止樹脂を、両金型の内壁から容易に離型することができる。
【００６２】
一方、図５（Ｃ）を参照して、リード２４が導出しない側辺では、上金型２９の側面は下部が上部よりも外側に傾斜する傾斜面であり、下金型３１は側面を有さない。このようにすることで、成形される第１封止樹脂１８の側面が一様に傾斜する傾斜面と成り、後に形成される第２封止樹脂とのアンカー効果が得られる。
【００６３】
図５（Ｃ）を参照して、本工程では、回路基板１４の周辺部にて下金型３１の内壁を部分的に窪ませた凹部７６を設けている。本工程にてこの凹部７６に第１封止樹脂１８が注入されることで、図４（Ａ）に示す樹脂突起部１２が形成される。この樹脂突起部１２は、次工程にて回路基板１４のクリアランスを確保するためのものである。しかしながら、次工程で樹脂突起部１２以外を用いた方法でクリアランスが確保される場合は、樹脂突起部１２が形成されなくても良い。
【００６４】
更に本工程では、上金型２９の内壁の一部を内側に突出させて押圧部４１を設け、この押圧部４１で回路基板１４の周辺端部を押圧しても良い。具体的には、図５（Ａ）に示した露出部２５に対応する箇所および形状で、回路基板１４の上面の周端部を上方から押圧している。これにより、回路基板１４は厚み方向に固定されて樹脂封止時の移動が防止される。更には、押圧部４１の押圧力により回路基板１４の下面が下金型３１の側壁に密着するので、回路基板１４の下面に第１封止樹脂１８が侵入することが抑制される。
【００６５】
また、本工程で用いる金型２７の内壁は粗面形状と成っている。具体的には、金型２７の内壁は、第１封止樹脂１８の表面の粗度が１３．０μＲＺ以上１５．０μＲＺ以下と成るような形状を呈している。この範囲であれば、第１金型２７の内壁から容易に第１封止樹脂１８を離型できる。
【００６６】
上記工程により、図５（Ａ）に示す形状の第１封止樹脂１８が形成される。図１を参照して上記したように、第１封止樹脂１８のリード２４が導出する側面は、リード２４が導出する中間部分が外側に向かって突出する傾斜面である。一方、リード２４が導出しない第１封止樹脂１８の側面は上部が内側に傾く一様な傾斜面であり、これにより次工程で形成される第２封止樹脂とのアンカー効果が発生する。更に、第１封止樹脂１８の上面は平坦面であり、これにより次工程にて金型内壁に安定して第１封止樹脂の上面全域を当接できる。
【００６７】
図６を参照して、次に、２回目のトランスファーモールドを行い、上記工程にて形成された第１封止樹脂１８と回路基板１４とを第２封止樹脂で被覆する。図６（Ａ）は本工程で製造される第２封止樹脂２０を示す斜視図であり、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）は本工程を示す断面図である。ここで、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ’線に対応する断面図であり、図６（Ｃ）は図６（Ａ）のＣ−Ｃ’線に対応する断面図である。
【００６８】
本工程では、最初に、上金型５２および下金型５４から成る金型５０を用意する。金型５０のキャビティ５６は、先工程で用いた金型２７のキャビティ３９よりも若干大きく形成され、その内壁形状は図６（Ａ）に示す樹脂部分の形状と同様である。
【００６９】
具体的な封止方法は、先ず、第１封止樹脂１８で樹脂封止された回路基板１４を、下金型５４に配置し、下金型５４に上金型５２を当接させることで形成されるキャビティ５６の内部に回路基板１４を収納する。また、リード２４が上金型５２および下金型５４で挟持されることにより、キャビティ５６の内部に於ける回路基板１４の位置が固定される。
【００７０】
図６（Ｂ）に示す断面では、上金型５２の側面は下部が外側に広がる傾斜面であり、下金型５４の側面は上部が外側に広がる傾斜面である。これにより、先回と同様に、本工程で成形される第２封止樹脂２０を金型５０の内壁から容易に離型できる。
【００７１】
また、この断面では、回路基板１４の下面と下金型５４の内壁との距離Ｌ１は、第１封止樹脂１８の側面と下金型５４および上金型５２の側壁との距離Ｌ２と、同様である。具体的には、Ｌ１およびＬ２の距離は、例えば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲である。このようにすることで、キャビティ５６に注入された第２封止樹脂２０が、回路基板１４の下方および第１封止樹脂１８の側方に一様に充填され、ボイドが抑制される。
【００７２】
本工程では、図６（Ｃ）を参照して、金型５０で第１封止樹脂１８を押圧することによりキャビティ５６の内部に於ける第１封止樹脂１８の位置を強固に固定している。具体的には、平坦な第１封止樹脂１８の上面全域が上金型５２の内壁に当接し、第１封止樹脂１８の下面に設けた樹脂突起部１２が下金型５４の内壁に当接している。これにより、回路基板１４の下面は、樹脂突起部１２の厚み（Ｌ１）で下金型５４の内壁と離間される。
【００７３】
次に、図６（Ｃ）を参照して、液状の第２封止樹脂２０をゲート５８からキャビティ５６に注入する。注入された第２封止樹脂２０は、先ず第１封止樹脂の左側の領域５６Ａに充填される。第２封止樹脂２０が領域５６Ａに充填された後は、回路基板１４の下面と下金型５４の内壁との間の狭い間隙に第２封止樹脂２０が充填される。これと同時に図６（Ｂ）を参照して、第１封止樹脂１８の側面と下金型５４および上金型５２の側壁との間の間隙にも第２封止樹脂２０が充填される。その後、図６（Ｃ）を参照して、紙面上にて第１封止樹脂１８の右側の領域５６Ｂに第２封止樹脂２０が充填されると、本工程の樹脂充填が完了する。また、第２封止樹脂２０の充填に伴い、キャビティ５６の空気はエアベント６０を経由して外部に放出される。
【００７４】
本工程では、上記したように、図６（Ｃ）に示す回路基板１４の下方の間隙と、図６（Ｂ）に示す第１封止樹脂１８の側方の間隙の幅が略同一に設定されている。従って、両領域に満遍なく第２封止樹脂２０が充填されるので、回路基板１４の下方の間隙が例えば０．２ｍｍ程度に狭く設定されても、この領域にボイド無く第２封止樹脂２０を充填させることが可能となる。
【００７５】
更に、先工程と同様に、本工程で用いる上金型５２にもイジェクトピン６２が設けられており、第２封止樹脂２０の充填が終了した後に、第１封止樹脂１８の上面をイジェクトピン６２で下方に押圧することにより、第２封止樹脂２０で樹脂封止された回路基板１４を金型５０から取り出す。
【００７６】
また、本工程では、図６（Ｃ）に示す金型５０の側面を部分的に円形に内部に突出させることで、図６（Ａ）に示す固定部１９が形成される。図２を参照して説明したように、固定部１９に接近する第１封止樹脂１８の側辺は内部に配置されているので、固定部１９と第１封止樹脂１８の端部とは、例えば１．０ｍｍ以上離間されている。
【００７７】
また、図３（Ｂ）を参照して、第１封止樹脂１８の端部は複雑な形状を有する突出部２１である。本形態では、上記したように突出部２１の外側の壁部２３Ｂを内側の壁部２３Ａよりも低くしているので、凹状の露出部２５に流入した第２封止樹脂２０は、低い壁部２３Ｂの上方を良好に流通する。この結果、両壁部の間の空間にも第２封止樹脂２０が充填され、両者の間にボイドが生じることが防止される。
【００７８】
尚、本工程では、回路基板１４の下方のクリアランスを一定に確保するために樹脂突起部１２を用いていたが、他の手法が用いられても良い。例えば、樹脂突起部１２に対応する箇所の下金型５４を上方に突起させて固定ピン（固定突起部）を設け、この固定ピンを第１封止樹脂１８の下面に当接させてクリアランスを確保しても良い。更には、この固定ピンに替えて可動ピンが採用されても良い。
【００７９】
図７を参照して、上記した工程で用いられるイジェクトピンに関して更に説明する。図７（Ａ）は第１封止樹脂を形成する工程にて用いられるイジェクトピン３８を示し、図７（Ｂ）は第２封止樹脂を形成する工程にて使用されるイジェクトピン６２を示す。
【００８０】
図７（Ａ）を参照して、第１封止樹脂１８を射出成形する工程では、上金型２９に設けた孔部４３にイジェクトピン３８は収納された状態となっており、イジェクトピン３８の下面は上金型２９の内壁と同一平面上に配置されている。
【００８１】
しかしながら、孔部４３とイジェクトピン３８との間には、摩耗が進行すると僅かな間隙が存在しており、この間隙に第１封止樹脂１８が侵入することにより、第１封止樹脂１８の上面が局所的に上方に突出する樹脂バリ６６が形成される。
【００８２】
図７（Ｂ）を参照して、この樹脂バリ６６をそのままの状態にして２回目のトランスファーモールドを行うと、樹脂バリ６６が第２金型の上金型５２の内壁に接触して、第２金型の内部に於ける第１封止樹脂１８の位置がずれる恐れがある。
【００８３】
そこで本形態では、第１金型に設けられるイジェクトピン３８と、第２金型に設けられるイジェクトピン６２の位置を対応（重畳）させている。更に、第２金型でイジェクトピン６２が設けられる孔部６４を、第１金型でイジェクトピン３８が設けられる孔部４３よりも平面視で大きく形成している。更にまた、第２封止樹脂を樹脂封止する工程では、イジェクトピン６２の下端を、上金型５２の内壁よりも上方に配置している。これにより、樹脂バリ６６が孔部６４に収納されるので、樹脂バリ６６が上金型５２の内壁に当接することが防止され、上金型５２の内壁が第１封止樹脂１８の上面に密着する。
【００８４】
上記工程が終了した後は、リード２４を所定の形状や長さに成形する工程、内蔵される混成集積回路装置の特性を検査する工程を経て、図１に示す混成集積回路装置１０が製造される。
【符号の説明】
【００８５】
１０   混成集積回路装置
１２   樹脂突起部
１３   凹状領域
１４   回路基板
１６   封止樹脂
１８   第１封止樹脂
１９   固定部
２０   第２封止樹脂
２１   突出部
２２   導電パターン
２３Ａ，２３Ｂ壁部
２４   リード
２５   露出部
２６   絶縁層
２７   金型
２８   半導体素子
２９   上金型
３０   チップ素子
３１   下金型
３２   収納部
３４   金属細線
３６   境界
３８   イジェクトピン
３９   キャビティ
４０   当接部
４１   押圧部
４２   ゲート
４３   孔部
４４   エアベント
５０   金型
５２   上金型
５４   下金型
５６   キャビティ
５６Ａ，５６Ｂ領域
５８   ゲート
６０   エアベント
６２   イジェクトピン
６４   孔部
６６   樹脂バリ
【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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