(57)【要約】【課題】モールド封止された筐体が破損することを抑制できるモールドパッケージ及びその製造方法を提供すること。【解決手段】モールドパッケージ１００は、電子部品２１を気密に収容している筐体を含み回路基板１０に実装されたセラミック部品２０と、セラミック部品２０を封止しているモールド樹脂４０と、筐体とモールド樹脂４０との間に設けられた剥離部材３０とを備えている。筐体は、一部が開口したケース２２と、ケース２２の開口を塞ぐカバー２３と、ケース２２とカバー２３とを機械的に接続している接着剤２４とを含んでいる。剥離部材３０は、カバー２３におけるケース２２との対向部の反対側に機械的に接続された状態で、モールド樹脂４０との間に配置されており、モールド樹脂４０との親和性が、モールド樹脂４０とケース２２及びカバー２３との親和性よりも低い。【選択図】図１
2016021427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板（１０）と、
電子部品（２１）と前記電子部品を気密に収容している筐体（２２，２３，２４）とを含み、前記回路基板に実装された実装部品（２０）と、
前記実装部品を封止しているモールド樹脂（４０）と、
前記筐体と前記モールド樹脂との間に設けられた剥離部材（３０）と、を備え、
前記筐体は、一部が開口したケース（２２）と、前記ケースの開口を塞ぐカバー（２３）と、前記ケースと前記カバーとを機械的に接続している接着剤（２４）とを含む筐体と、を有し、
前記剥離部材は、前記ケースにおける前記カバーとの対向部の反対側及び前記カバーにおける前記ケースとの対向部の反対側の少なくとも一方に機械的に接続された状態で、前記モールド樹脂との間に配置されており、前記モールド樹脂との親和性が、前記モールド樹脂と前記ケース及び前記カバーとの親和性よりも低いことを特徴とするモールドパッケージ。
【請求項２】
前記剥離部材は、前記ケースにおける前記カバーとの対向部の反対側の全域及び前記カバーにおける前記ケースとの対向部の反対側の全域の少なくとも一方に機械的に接続されてい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】
請求項１又は２に記載のモールドパッケージの製造方法であって、
前記ケースにおける前記カバーとの対向部の反対側及び前記カバーにおける前記ケースとの対向部の反対側の少なくとも一方に硬化された状態の前記剥離部材を形成する形成工程と、
前記形成工程後に、前記モールド樹脂を形成するモールド工程と、を含むことを特徴とするモールドパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が収納された筐体を封止してなるモールドパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品が収納された中空筐体を封止してなるモールドパッケージの一例として、特許文献１に開示されたモールドパッケージがある。このモールドパッケージは、表面実装部品がモールド樹脂によって封止されている。また、この表面実装部品は、インターポーザとカバー部材とで形成された空間にＳＡＷチップが収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１４７９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような表面実装部品は、インターポーザとカバー部材とが接着剤などで機械的に接続されている。また、モールドパッケージは、モールド成形時に、モールド樹脂の構成材料が硬化収縮しながら固まる。よって、モールドパッケージは、構成材料の硬化収縮によって、カバー部材に対して構成材料による引っ張り応力が印加される。モールドパッケージは、この引っ張り応力によって、接着剤にクラックが生じるなどして破損する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、モールド封止された筐体が破損することを抑制できるモールドパッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、
回路基板（１０）と、
電子部品（２１）と電子部品を気密に収容している筐体（２２，２３，２４）とを含み、回路基板に実装された実装部品（２０）と、
実装部品を封止しているモールド樹脂（４０）と、
筐体とモールド樹脂との間に設けられた剥離部材（３０）と、を備え、
筐体は、一部が開口したケース（２２）と、ケースの開口を塞ぐカバー（２３）と、ケースとカバーとを機械的に接続している接着剤（２４）とを含む筐体と、を有し、
剥離部材は、ケースにおけるカバーとの対向部の反対側及びカバーにおけるケースとの対向部の反対側の少なくとも一方に機械的に接続された状態で、モールド樹脂との間に配置されており、モールド樹脂との親和性が、モールド樹脂とケース及びカバーとの親和性よりも低いことを特徴とする。
【０００７】
このように、本発明は、電子部品が筐体によって気密に収容されている実装部品がモールド樹脂で封止されている。また、筐体は、ケースとカバーとが接着剤で機械的に接続されている。
【０００８】
ところで、モールドパッケージは、モールド成形する際に、モールド対象に対して、モールド樹脂の構成材料による引っ張り応力が印加されることになる。しかしながら、本発明は、ケースにおけるカバーとの対向部の反対側及びカバーにおけるケースとの対向部の反対側の少なくとも一方に、剥離部材が機械的に接続されている。また、剥離部材は、このように接続された状態でモールド樹脂との間に配置されている。更に、剥離部材は、モールド樹脂との親和性が、モールド樹脂とケース及びカバーとの親和性よりも低いものである。
【０００９】
よって、本発明は、筐体における剥離部材が機械的に接続されている部材、すなわちケースとカバーの少なくとも一方に印加される引っ張り応力を抑制できる。このため、本発明は、接着剤にクラックが生じたり、接着剤が剥がれてケースとカバーが外れたりするなどの筐体の破損を抑制できる。
【００１０】
また、本発明のさらなる特徴は、
請求項１又は２に記載のモールドパッケージの製造方法であって、
ケースにおけるカバーとの対向部の反対側及びカバーにおけるケースとの対向部の反対側の少なくとも一方に硬化された状態の剥離部材を形成する形成工程と、
形成工程後に、モールド樹脂を形成するモールド工程と、を含むこと点にある。
【００１１】
これによって、本発明は、モールド樹脂と剥離部材との親和性を、モールド樹脂とケース及びカバーとの親和性よりも低くすることができる。従って、本発明は、接着剤にクラックが生じたり、接着剤が剥がれてケースとカバーが外れたりするなどの筐体の破損を抑制できる。よって、本発明は、筐体が破損していないモールドパッケージを製造しやすくできる。
【００１２】
なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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ものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるモールドパッケージの概略構成を示す断面図である。
【図２】実施形態における形成工程を説明するための断面図である。
【図３】実施形態におけるモールド工程を説明するための断面図である。
【図４】実施形態におけるモールド工程中に、引っ張り応力が生じた状態のモールドパッケージの断面図である。
【図５】実施形態における空間が形成された状態のモールドパッケージの断面図である。
【図６】比較例におけるモールドパッケージの概略構成を示す断面図である。
【図７】変形例１におけるモールドパッケージの概略構成を示す断面図である。
【図８】変形例２におけるモールドパッケージの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。モールドパッケージ１００は、回路基板１０、セラミック部品２０、剥離部材３０、モールド樹脂４０などを備えて構成されている。モールドパッケージ１００は、例えば、自動車などの車両に搭載された車両用の電子制御装置に適用することができる。
【００１５】
回路基板１０は、樹脂やセラミックスなどの絶縁性の材料によって構成された基材と、基材に形成された配線などを備えて構成されている。よって、回路基板１０は、樹脂基板、セラミック基板などと言い換えることもできる。回路基板１０は、例えば平板形状をなしている。また、回路基板１０は、一面にセラミック部品２０が実装されている。つまり、回路基板１０は、一面が、セラミック部品２０が実装される実装面として用いられている。回路基板１０は、セラミック部品２０に加えて、その他の回路素子が実装されていてもよい。このセラミック部品２０やその他の回路素子は、実装面における実装領域内に実装されている。また、回路基板１０は、自身に実装されたセラミック部品２０やその他の回路素子を封止しているモールド樹脂４０が形成されている。なお、この回路基板１０は、上記絶縁性の材料を介して配線が積層された多層基板や、一層の配線が形成された単層基板を採用できる。
【００１６】
セラミック部品２０は、特許請求の範囲における実装部品に相当し、電子部品２１、ケース２２、カバー２３、接着剤２４などを備えて構成されている。セラミック部品２０は、水晶発振器やコンデンサなどの部品である。また、電子部品２１は、水晶発振器を構成するためのクリスタル（水晶振動子）や、コンデンサを構成するためのセラミックコンデンサ素子などである。電子部品２１は、構成されたケース２２とカバー２３とを備えた筐体によって囲まれている。つまり、電子部品２１は、筐体内に収容されている。なお、本実施形態では、ケース２２が回路基板１０と機械的に接続された状態で、セラミック部品２０が回路基板１０に実装された例を採用している。
【００１７】
また、本実施形態では、セラミックスによって構成されたケース２２とカバー２３を採用している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。ケース２２とカバー２３とは、電子部品２１を収容しつつ、モールド樹脂４０で封止可能であればよく、例えばガラスなどでも採用できる。また、ケース２２とカバー２３とは、金属で形成された缶ケースをなすものであってもよい。
【００１８】
ケース２２は、底部２２ａと、底部２２ａから突出した環状の側壁部２２ｂとが設けられ、底部２２ａに対向する位置が開口した箱部材である。言い換えると、ケース２２は、環状の側壁部２２ｂと側壁部２２ｂの一方の開口を塞ぐ底部２２ａとが設けられている。本実施形態では、一例として、底部２２ａと、底部２２ａから直立した側壁部２２ｂとを有したケース２２を採用している。また、ケース２２は、一方が開口した箱部材と言い換えることもできる。更に、ケース２２は、電子部品２１が配置可能な凹状部材と言い換えることもできる。
【００１９】
カバー２３は、ケース２２の開口を塞ぐ蓋部材であり、接着剤２４を介してケース２２に機械的に接続されている。カバー２３は、ケース２２の開口に対向して配置されており、ケース２２の開口端に接着剤２４を介して機械的に接続されている。つまり、カバー２３は、接着剤２４を介して、ケース２２の側壁部２２ｂの先端２２ｃに固定されている。本実施形態では、一例として、ケース２２の開口と対向する対向面と、対向面の反対面とを有した平板形状のカバー２３を採用している。
【００２０】
このケース２２とカバー２３は、接着剤２４で互いに固定されることで、電子部品２１を収容する収容空間を形成している。接着剤２４は、先端２２ｃの全周に亘って設けられている。ケース２２とカバー２３は、この接着剤２４で固定されることで、気密な収容空間を形成している。つまり、ケース２２とカバー２３は、モールド樹脂４０が収容空間に入り込まないように構成されている。よって、電子部品２１は、ケース２２とカバー２３とによって気密に収容されている、と言うことができる。なお、接着剤２４は、例えばガラスを主成分としたものや、エポキシ樹脂からなるものなどを採用できる。また、ケース２２とカバー２３は、上記構成に限定されるものではなく、接着剤２４を介してカバー２３がケース２２に機械的に接続されて、カバー２３がケース２２の開口を塞いで気密な収容空間を形成するものであれば採用できる。
【００２１】
カバー２３の反対面には、剥離部材３０が形成されている。つまり、剥離部材３０は、カバー２３におけるケース２２との対向部の反対側に機械的に接続されている。また、剥離部材３０は、カバー２３の反対面に形成されており、且つ、モールド樹脂４０で覆われている。この剥離部材３０は、モールド樹脂４０による引っ張り応力がカバー２３に伝わるのを抑制するための部材である。剥離部材３０は、モールド樹脂４０との親和性が、モールド樹脂４０とケース２２及びカバー２３との親和性よりも低いものである。
【００２２】
モールドパッケージ１００は、後程説明する引っ張り応力によって、接着剤２４にクラックが生じたり、接着剤２４が剥がれてケース２２からカバー２３が外れたりする前に、モールド樹脂４０が剥離部材３０から剥離しやすいように構成されている。つまり、モールドパッケージ１００は、モールド成形時において、剥離部材３０とモールド樹脂４０の構成材料とが結合されていたとしても、構成材料の硬化収縮によって、剥離部材３０から構成材料が剥離しやすいように構成されている。このようにして、モールドパッケージ１００は、引っ張り応力がカバー２３に伝わるのを抑制している。よって、剥離部材３０は、カバー２３に加えられる引っ張り応力を緩和するための応力緩和部材と言い換えることもできる。
【００２３】
剥離部材３０は、モールド樹脂４０との親和性が低い材料からなり、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン、フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどを採用することができる。剥離部材３０は、モールド樹脂４０で封止される前に、予めカバー２３上に形成されている。詳述すると、剥離部材３０は、予めカバー２３上で硬化されている。よって、剥離部材３０は、モールド樹脂４０との架橋の手が失われた状態でカバー２３上に形成されている、と言い換えることができる。
【００２４】
このように、モールドパッケージ１００は、モールド樹脂４０とカバー２３との間に剥離部材３０が設けられている。また、モールドパッケージ１００は、図５に示すように、引っ張り応力によって、モールド樹脂４０の構成材料が剥離部材３０から剥離した場合、モールド樹脂４０とカバー２３との間に、剥離部材３０と空間Ｓとを有していることになる。
【００２５】
ここで、図２〜４を用いて、モールドパッケージ１００の製造方法に関して説明する。まず、形成工程を行う。図２に示すように、形成工程では、セラミック部品２０上に、剥離部材３０を形成する。例えば、形成工程では、カバー２３上に剥離部材３０の構成材料を塗布する。そして、形成工程では、その構成材料を硬化させることで、剥離部材３０を形成する。このようにして、剥離部材３０は、モールド樹脂４０との架橋の手が失われた状態でカバー２３上に形成される。なお、形成工程は、後程説明するモールド工程前に行なっていればよく、回路基板１０にセラミック部品２０が実装された後に行なってもよいし、回路基板１０にセラミック部品２０が実装される前に行なってもよい。また、以下においては、回路基板１０にセラミック部品２０が実装され、且つ剥離部材３０が形成された構造体を基本構造体と記載することもある。
【００２６】
形成工程後には、モールド工程（封止工程）を行う。図３に示すように、モールド工程では、周知のコンプレッションモールド法によって封止する。モールド工程では、金型として、上型２１０とクランプ型２２１と下型２２２とを用いる例を採用する。コンプレッションモールド及び金型に関しては、周知技術であるため簡単に説明する。
【００２７】
上型２１０は、回路基板１０における実装面の裏面が当接される面であり、平坦な当接面２１０ａを有している。クランプ型２２１は、穴が設けられている。クランプ型２２１の穴内には、穴に沿って可動できるように下型２２２が配置されている。クランプ型２２１と下型２２２とは、クランプ型２２１の穴における環状の壁面２２１ａと、下型２２２の上面２２２ａとによって、空間にモールド樹脂４０の構成材料が配置される凹部が形成されている。
【００２８】
なお、下型２２２は、クランプ型２２１の穴内において上下に可動できる。また、下型２２２は、上型２１０とクランプ型２２１とに基本構造体が固定された状態で、上型２１０に近づく方向、及び上型２１０から遠ざかる方向に可動できる、と言い換えることができる。また、下型２２２は、凹部の体積を小さくする方向、及び凹部の体積を大きくする方向に可動できる、と言い換えることもできる。
【００２９】
そして、モールド工程では、回路基板１０の裏面に上型２１０の当接面２１０ａを当接させると共に、回路基板１０の実装領域に凹部が対向するように、回路基板１０の実装面にクランプ型２２１を当接させる。その後、モールド工程では、凹部にモールド樹脂４０の構成材料、すなわち硬化前の構成材料が入れられた状態で、下型２２２を上型２１０に向かって可動させて、構成材料に形成圧力を印加する。このとき、金型は、構成材料に熱を印加するために、所定温度に加熱されている。また、このとき、基本構造体は、実装領域、セラミック部品２０、剥離部材３０が構成材料によって覆われている。よって、剥離部材３０は、構成材料と接触している状態となっている。そして、モールド工程では、構成材料に形成圧力を印加したまま硬化させることによって、モールド樹脂４０を形成する。このようにして、本発明では、セラミック部品２０を封止することができる。更に、モールド工程では、セラミック部品２０に加えて、その他の回路素子を一括で封止することもできる。
【００３０】
ところで、構成材料は、硬化する際に金型に近い周辺４０ａから先に固まる。そして、構成材料は、硬化収縮しながら内部、すなわちセラミック部品２０に接触する部位も固まる。また、硬化した構成材料と金型、及び硬化した樹脂とセラミック部品２０は、強い結合力で結合されている。構成材料は、硬化収縮の際に、基本構造体に対して、引っ張り応力を印加することになる。例えば、この引っ張り応力は、基本構造体に対して、図４の矢印で示す方向に印加される。つまり、基本構造体は、カバー２３上に形成された剥離部材３０が硬化収縮している構成材料によって引っ張られることになる。なお、図４に関しては、金型の図示を省略している。
【００３１】
ここで、剥離部材３０は、上記のように、モールド樹脂４０との架橋の手が失われた状態でカバー２３上に形成されている。言い換えると、剥離部材３０は、モールド樹脂４０が剥離しやすいように構成されている。つまり、剥離部材３０は、硬化収縮している構成材料が剥離しやすいように構成されている、と言うことができる。
【００３２】
このため、剥離部材３０は、自身に印加されている引っ張り応力が所定値を超えると、接触していた構成材料が剥離することになる。つまり、剥離部材３０は、自身からモールド樹脂４０が剥離することになる。言い換えると、構成材料は、剥離部材３０から離れることなる。これによって、モールドパッケージ１００は、図５に示すように、剥離部材３０とモールド樹脂４０との間に空間Ｓが形成される。なお、図５に関しては、金型の図示を省略している。
【００３３】
このように、モールドパッケージ１００は、モールド成形する際に、引っ張り応力によってモールド樹脂４０と剥離部材３０とが剥離しやすいので、カバー２３に印加される引っ張り応力を抑制できる。言い換えると、モールドパッケージ１００は、構成材料の硬化収縮時に発生する引張り応力がカバー２３に伝わりにくくできる。よって、モールドパッケージ１００は、引っ張り応力が大きかった場合、接着剤２４にクラックが生じたり、接着剤２４が剥がれてケース２２からカバー２３が外れたりする前に、剥離部材３０からモールド樹脂４０を剥離させることができる。このため、モールドパッケージ１００は、モールド成形する際に、接着剤２４にクラックが生じたり、接着剤２４が剥がれてケース２２からカバー２３が外れたりするなどの筐体の破損を抑制できる。
【００３４】
なお、モールド樹脂４０と剥離部材３０は、引っ張り応力の大きさによっては剥離しないことも考えられる。しかしながら、モールドパッケージ１００は、モールド樹脂４０と剥離部材３０とが剥離しない程度の引っ張り応力であれば、接着剤２４にクラックが生じたりすることはない。
【００３５】
また、剥離部材３０の形成範囲は、できるだけ広い方が好ましい。よって、剥離部材３０は、カバー２３の反対面における全域に設けられていると好ましい。つまり、モールドパッケージ１００は、図６に示すようにカバー２３の反対面の一部に剥離部材３０が設けられているより、図１などに示すように、カバー２３の反対面の全域に剥離部材３０が設けられている方が好ましい。モールドパッケージ１００は、できるだけ広い範囲に剥離部材３０を形成しておくことによって、モールド樹脂４０とカバー２３との接触面積を減らすことができる。モールドパッケージ１００は、モールド樹脂４０とカバー２３との接触面積を減らすことで、カバー２３に加えられる引っ張り応力を抑制できる。従って、モールドパッケージ１００は、剥離部材３０がカバー２３の反対面における全域に設けられていた場合、剥離部材３０がカバー２３の反対面における一部に設けられていた場合よりも接着剤２４のクラックなどをより一層抑制できる。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【００３７】
なお、本発明は、図７に示す、変形例１のモールドパッケージ１１０であっても目的を達成できる。モールドパッケージ１１０は、カバー２３が回路基板１０に機械的に接続された状態で、セラミック部品２０が回路基板１０に実装されている。この場合、剥離部材３０は、ケース２２に底部２２ａの外面に機械的に接続されている。なお、底部２２ａの内面は、ケース２２の底面である。このように、剥離部材３０は、ケース２２におけるカバー２３との対向部の反対側に機械的に接続されている。
【００３８】
また、本発明は、図８に示す、変形例２のモールドパッケージ１２０であっても目的を達成できる。モールドパッケージ１２０は、ケース２２の側面とカバー２３の側面が回路基板１０に機械的に接続された状態で、セラミック部品２０が回路基板１０に実装されている。つまり、モールドパッケージ１２０は、ケース２２とカバー２３が共に、回路基板１０に機械的に接続されている。この場合、剥離部材３０は、ケース２２に底部２２ａの外面、及びカバー２３の外面に機械的に接続されている。なお、カバー２３の内面は、ケース２２と対向面である。このように、剥離部材３０は、ケース２２におけるカバー２３との対向部の反対側及びカバー２３におけるケース２２との対向部の反対側に機械的に接続されている。
【符号の説明】
【００３９】
１０  回路基板、２０  セラミック部品、２１  電子部品、２２  ケース、２３  カバー、２４  接着剤、３０  剥離部材、４０  モールド樹脂、１００  モールドパッケージ
【図１】
2016021427.tif 000003
【図２】
2016021427.tif 000004
【図３】
2016021427.tif 000005
【図４】
2016021427.tif 000006
【図５】
2016021427.tif 000007
【図６】
2016021427.tif 000008
【図７】
2016021427.tif 000009
【図８】
2016021427.tif 000010