(57)【要約】【課題】接着剤の剥離を抑制するモジュール及びその製造方法を提供する。【解決手段】モジュール１は、電子回路４が形成された基板２と、電子回路４と電気的に接続された複数のリードフレーム５と、基板２の表面２０及び裏面２１の少なくとも一方に形成されたレジスト３と、基板２が露出するようにレジスト３に形成された開口３０と、開口３０に充填され、基板２と複数のリードフレーム５とを接合する接着剤６と、複数のリードフレーム５の一部、及び基板２を封止する封止体８と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
2017228672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路が形成された基体と、
前記電子回路と電気的に接続された複数のリードフレームと、
前記基体の表面及び裏面の少なくとも一方に形成されたレジストと、
前記基体が露出するように前記レジストに形成された開口と、
前記開口に充填され、前記基体と前記複数のリードフレームとを接合する接着剤と、
前記複数のリードフレームの一部、及び前記基体を封止する封止体と、
を備えたモジュール。
【請求項２】
前記開口は、前記複数のリードフレームごとに形成され、
前記開口の面積は、前記複数のリードフレームの端部の面積以下の面積を有する、
請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
表面及び裏面の少なくとも一方に電子回路に応じたパターンが形成された基体を準備し、
前記パターンが形成された面に前記パターンに応じたレジストを形成すると共に前記基体が露出する開口を形成し、
前記基体に電子回路を形成し、
前記開口に接着剤を充填し、
前記基体と複数のリードフレームの端部とを前記接着剤を介して接合し、
前記電子回路と前記複数のリードフレームとを電気的に接続し、
前記複数のリードフレームの一部、及び前記基体を封止樹脂によって封止して封止体を形成する、
モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、測温抵抗体及び半導体基板に設けた空洞上に形成した発熱抵抗体を含む測定部位を有する半導体センサ素子と、測温抵抗体の温度に対して所定の温度だけ高くするよう発熱抵抗体に加熱電流を流す制御を実行し空気流量を表わす空気流量信号を得る制御回路と、空気流量信号を外部に出力するターミナル素材と、を備えた熱式空気流量センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
熱式空気流量センサの制御回路は、絶縁基板と絶縁基板上に配置された半導体チップ、チップコンデンサなどの電気部品を備えて構成されている。上述のターミナル素材は、端部が絶縁基板に一体化されている。また制御回路は、ワイヤを介してターミナル素材と電気的に接続されている。そして熱式空気流量センサは、半導体センサ素子の一部、制御回路、ワイヤ及びターミナル素材の一部がモールド材で一体被覆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この従来の熱式空気流量センサは、モールド成形に伴う温度変化による変形量の差により、内部に応力が発生する。例えば、ターミナル素材が絶縁基板と接着剤によって一体化された場合、接着剤の剥離が発生する可能性がある。
【０００６】
従って本発明の目的は、接着剤の剥離を抑制するモジュール及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】
【０００７】
本発明の一態様は、電子回路が形成された基体と、電子回路と電気的に接続された複数のリードフレームと、基体の表面及び裏面の少なくとも一方に形成されたレジストと、基体が露出するようにレジストに形成された開口と、開口に充填され、基体と複数のリードフレームとを接合する接着剤と、複数のリードフレームの一部、及び基体を封止する封止体と、を備えたモジュールを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、接着剤の剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係るモジュールの一例を示す要部断面図であり、図１（ｂ）は、モジュールの裏面側の一例を示す概略図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係るモジュールのリードフレームの一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、レジストに形成された開口の一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、変形例に係る開口の一例を示す概略図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｇ）は、実施の形態に係るモジュールの製造方法の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係るモジュールは、電子回路が形成された基体と、電子回路と電気的に接続された複数のリードフレームと、基体の表面及び裏面の少なくとも一方に形成されたレジストと、基体が露出するようにレジストに形成された開口と、開口に充填され、基体と複数のリードフレームとを接合する接着剤と、複数のリードフレームの一部、及び基体を封止する封止体と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
このモジュールの製造方法は、表面及び裏面の少なくとも一方に電子回路に応じたパターンが形成された基体を準備し、パターンが形成された面にパターンに応じたレジストを形成すると共に基体が露出する開口を形成し、基体に電子回路を形成し、開口に接着剤を充填し、基体と複数のリードフレームの端部とを接着剤を介して接合し、電子回路と複数のリードフレームとを電気的に接続し、複数のリードフレームの一部、及び基体を封止樹脂によって封止して封止体を形成するものである。
【００１２】
このモジュール及びその製造方法は、レジストに形成された開口に接着剤が充填されるので、基体又はレジストに直接接着剤が塗布される場合と比べて、接着剤の厚みが厚くなり、接着剤の剥離を抑制することができる。
【００１３】
[実施の形態]
（モジュール１の概要）
図１（ａ）は、実施の形態に係るモジュールの一例を示す要部断面図であり、図１（ｂ）は、モジュールの裏面側の一例を示す概略図である。図２（ａ）は、実施の形態に係るモジュールのリードフレームの一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、レジストに形成された開口の一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、変形例に係る開口の一例を示す概略図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）の外側の点線は、封止体８の一例を示している。また図２（ｂ）及び図２（ｃ）では、電子回路４の配線パターン４３などの図示を省略している。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１４】
モジュール１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、電子回路４が形成された基体としての基板２と、電子回路４と電気的に接続された複数のリードフレーム５と、基板２の表面２０及び裏面２１の少なくとも一方に形成されたレジスト３と、基板２が露出するようにレジスト３に形成された開口３０と、開口３０に充填され、基板２と複数のリードフレーム５とを接合する接着剤６と、複数のリードフレーム５の一部、及び基板２を封止する封止体８と、を備えて概略構成されている。
【００１５】
本実施の形態の電子回路４は、一例として、基板２の裏面２１側にリードフレーム５と共に形成されたがこれに限定されず、リードフレーム５が配置される面の反対の面に形成されても良いし、表面２０と裏面２１に形成されても良い。
【００１６】
ここでモジュール１は、例えば、基板２などを封止樹脂で封止するトランスファモールド成形により形成される。具体的には、リードフレーム５及び基板２などが一体となったものをおよそ１８０℃に加熱された金型のキャビティにセットする。次に、封止樹脂として用いる熱硬化性樹脂のタブレットをキャビティに隣接するポットに投入する。タブレットは、ポット内で溶融し始め、ポットに圧力がかけられることにより、ポットとキャビティを繋ぐゲートを介してキャビティ内に送られる。液状となったタブレットは、キャビティに充填され、硬化して封止体８を形成する。
【００１７】
このようにして形成されたモジュール１は、金型から取りだされて冷却する過程における温度変化によって基板２などの変形量に差が生じ、応力が内部に発生する。この変形量に差は、一例として、封止樹脂、基板２、レジスト３、リードフレーム５、接着剤６などの線膨張係数の差に起因する。
【００１８】
具体的には、封止樹脂は、キャビティに充填された後、硬化することで収縮が始まる。そして封止体８は、金型から取り出されて室温になるまでの間、つまり充填温度から室温になるまで、ガラス転移温度（Ｔｇ）を境に異なる線膨張係数によって収縮する。
【００１９】
つまり封止体８、基板２、レジスト３、リードフレーム５、接着剤６などが充填温度から室温までの間に互いに異なる線膨張係数で収縮するので、例えば、基板２が反るような応力が生じる。
【００２０】
この基板２の反りが発生すると、例えば、接着剤がレジストに直接塗布されている場合、厚みが薄いので（一例としておよそ１８μｍ）、レジストから接着剤が剥離してワイヤが断線するなどの電子回路の不具合が発生する。
【００２１】
そこで本実施の形態のモジュール１は、レジスト３に接着剤６を直接塗布するのではなく、接着剤６の厚みが厚くなるように、レジスト３に開口３０を設け、この開口３０に接着剤６を充填することにより、接着剤６を厚くし（一例としておよそ３０μｍ）、接着剤６の剥離を抑制するものである。
【００２２】
（基板２の構成）
基板２は、一例として、板形状を有している。この基板２は、図１（ｂ）に示すように、レジスト３が裏面２１に形成されている。本実施の形態の基板２は、一例として、ガラスエポキシ基板である。
【００２３】
この基板２の裏面２１には、電子回路４が形成されている。そして基板２には、複数の配線パターン４３が形成されている。配線パターン４３は、一例として、銅メッキによって形成されている。
【００２４】
配線パターン４３の一方端部であるパッド４３ａは、一例として、ワイヤ７を介してセンサＩＣ（Integrated Circuit）４０と電気的に接続されている。そして配線パターン４３の他方端部であるパッド４３ｂは、ワイヤ７を介してリードフレーム５と電気的に接続されている。このワイヤ７は、一例として、金、アルミニウム及び銅などの細線である。
【００２５】
（レジスト３の構成）
レジスト３は、特定の領域を保護するための被覆材である。このレジスト３は、例えば、印刷法によって形成されても良いし、フォトリソグラフィ法によって形成されても良い。このレジスト３の厚みは、一例として、およそ３０μｍである。
【００２６】
レジスト３には、例えば、図２（ｂ）に示すように、基板２の裏面２１が露出する複数の開口３０が並んで形成されている。この開口３０は、複数のリードフレーム５ごとに形成されている。
【００２７】
開口３０は、一方の幅がＷ３、他方の幅がＷ４の矩形状を有している。この幅Ｗ３は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、リードフレーム５の端部５２の幅Ｗ１以下となるようにされている。また幅Ｗ４は、例えば、端部５２の幅Ｗ２以下となるようにされている。つまり開口３０の面積Ｓ２は、接着剤６の流出を抑制するため、リードフレーム５の端部５２の面積Ｓ１以下の面積を有する。なお本実施の形態の幅Ｗ３は、幅Ｗ４と等しくされている。
【００２８】
なお変形例として開口３０は、例えば、図２（ｃ）に示すように、１つの大きな開口であっても良い。この開口３０の長手方向の幅Ｗ５は、複数のリードフレーム５が絶縁性を保ちながら間隔を空けて並べられるので、リードフレーム５の端部５２の幅Ｗ１の合計より長い。また開口３０の幅Ｗ６は、幅Ｗ４と同様に、リードフレーム５の端部５２の幅Ｗ２以下である。
【００２９】
（電子回路４の構成）
電子回路４は、一例として、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、センサＩＣ４０と、電子部品４１と、を備え、配線パターン４３及びワイヤ７を介して電気的に接続されている。なお図示した電子回路４は、一例であってこれに限定されない。
【００３０】
センサＩＣ４０は、一例として、検出した物理量を電気的な量に変換するセンサ、センサの出力信号を増幅するアンプなどを備えた半導体素子である。電子部品４１は、一例として、抵抗やコンデンサなどである。
【００３１】
（リードフレーム５の構成）
リードフレーム５は、例えば、打ち抜きやエッチングなどにより、細長い板形状に形成されている。またリードフレーム５は、例えば、アルミニウム、銅などの導電性を有する金属材料、又は真鍮などの合金材料を用いて形成される。
【００３２】
リードフレーム５は、図２（ａ）に示すように、基部５０と、端部５２と、を備えて概略構成されている。この基部５０は、細長い形状を有し、先端部が封止体８の一方の面から突出している。この突出した基部５０は、モジュール１が接続されるコネクタのメス端子に挿入される端子部５１となる。
【００３３】
端部５２は、例えば、基部５０の終端部に形成されている。この端部５２は、基部５０の幅よりも広い幅（Ｗ１）を有して矩形状を有している。この端部５２は、一例として、幅Ｗ１と幅Ｗ２が等しい正方形である。そして端部５２には、ワイヤ７が接合され、リードフレーム５と配線パターン４３とが電気的に接続される。
【００３４】
（接着剤６の構成）
接着剤６は、一例として、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどを含む絶縁性接着剤である。接着剤６は、開口３０に充填され、基板２とリードフレーム５とを接合する。この接着剤６の厚みは、レジスト３の厚みｄと実質的に同じである。
【００３５】
この実質的に同じとは、設計時に設定した許容範囲内であることを示している。つまり端部５２がレジスト３と接触した状態で基板２とリードフレーム５が一体となることが好ましいが、許容範囲内であれば、端部５２がレジスト３と非接触であったり、端部５２とレジスト３との間に接着剤６の一部が介在したりしても良い。
【００３６】
（封止体８の構成）
封止体８は、一例として、トランスファモールド成形によって基板２、電子回路４、リードフレーム５の一方の端部、を覆って一体とするものである。この封止体８は、例えば、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）樹脂やエポキシ樹脂を主成分に、シリカ（二酸化ケイ素）充填材などを加えた熱硬化性成形材料が硬化したものである。
【００３７】
本実施の形態では、熱硬化性成形材料としてエポキシ樹脂が使用される。封止体８は、例えば、主にセンサＩＣ４０などを光、熱及び湿度などの環境から保護している。
【００３８】
以下にモジュール１の製造方法の一例について説明する。
【００３９】
（モジュール１の製造方法）
図３（ａ）〜図３（ｇ）は、実施の形態に係るモジュールの製造方法の一例を示す概略図である。この図３（ａ）〜図３（ｇ）は、モジュール１の一例の断面を模式的に示したものである。
【００４０】
モジュール１の製造方法は、主に、裏面２１に電子回路４に応じたパターンが形成された基板２を準備し、パターンが形成された裏面２１にパターンに応じたレジスト３を形成すると共に基板２が露出する開口３０を形成し、基板２に電子回路４を形成し、開口３０に接着剤６を充填し、基板２と複数のリードフレーム５の端部５２とを接着剤６を介して接合し、電子回路４と複数のリードフレーム５とを電気的に接続し、複数のリードフレーム５の一部、及び基板２を封止樹脂によって封止して封止体８を形成するものである。
【００４１】
まず図３（ａ）に示すように、裏面２１に電子回路４に応じたパターンが形成された基板２を準備する。このパターンは、例えば、図１（ｂ）に示す配線パターン４３やセンサＩＣ４０などを配置するパターンなどである。
【００４２】
次に図３（ｂ）に示すように、裏面２１にレジスト３を塗布する。
【００４３】
次に図３（ｃ）に示すように、エッチング法に基づいて塗布されたレジスト３をエッチングし、配線パターン４３などが形成された裏面２１に配線パターン４３などに応じたレジスト３を形成すると共に基板２が露出する開口３０を形成する。
【００４４】
次に図３（ｄ）に示すように、基板２に電子回路４を構成するセンサＩＣ４０や電子部品４１を配置する。
【００４５】
次に図３（ｅ）に示すように、開口３０に接着剤６を充填する。
【００４６】
次に図３（ｆ）に示すように、基板２と複数のリードフレーム５の端部５２とを接着剤６を介して接合する。
【００４７】
次に図３（ｇ）に示すように、電子回路４と複数のリードフレーム５とを電気的に接続する。この接続は、例えば、ワイヤボンディング法に基づいてセンサＩＣ４０とパッド４３ａ、及びパッド４３ｂとリードフレーム５とをワイヤ７で接続することにより行われる。そして充填温度に過熱した金型に図３（ｇ）に示す基板２をセットする。
【００４８】
次に複数のリードフレーム５の一部、及び基板２を封止樹脂によるトランスファモールド成形を行って封止体８を形成し、図１（ａ）に示すモジュール１を得る。
【００４９】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るモジュール１は、レジスト３に形成された開口３０に接着剤６が充填されるので、基板又はレジストに直接接着剤が塗布される場合と比べて、接着剤６の厚みがレジスト３の厚みｄと実質的に同じになって厚くなり、接着剤６の剥離を抑制することができる。
【００５０】
モジュール１は、配線パターン４３などをエッチングにより形成する工程において、開口３０を形成することができるので、別工程で形成する場合と比べて、製造コストを抑制することができる。
【００５１】
モジュール１は、接着剤６の厚みがあることによって応力を緩和し易くなるので、基板やレジストに直接塗布する場合と比べて、応力に対する耐久性が向上する。
【００５２】
モジュール１は、接着剤６が開口３０に充填されると共に開口３０の面積Ｓ２が端部５２の面積Ｓ１以下となるので、接着剤６が基板２、レジスト３及び端部５２に囲まれて開口３０から流出し難くなる。従ってモジュール１は、接着剤６の開口３０からの流出による端子部５１の汚染を抑制し、コネクタ端子としての信頼性が向上する。
【００５３】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１…モジュール、２…基板、３…レジスト、４…電子回路、５…リードフレーム、６…接着剤、７…ワイヤ、８…封止体、２０…表面、２１…裏面、３０…開口、４０…センサＩＣ、４１…電子部品、４３…配線パターン、４３ａ，４３ｂ…パッド、５０…基部、５１…端子部、５２…端部
【図１】
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【図２】
2017228672.tif 000004
【図３】
2017228672.tif 000005