JPH0888298A - 樹脂封止型電子回路装置 - Google Patents

樹脂封止型電子回路装置

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JPH0888298A
JPH0888298A JP6248405A JP24840594A JPH0888298A JP H0888298 A JPH0888298 A JP H0888298A JP 6248405 A JP6248405 A JP 6248405A JP 24840594 A JP24840594 A JP 24840594A JP H0888298 A JPH0888298 A JP H0888298A
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JP
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JP6248405A
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Kazumi Takahata
和美 高畠
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Sanken Electric Co Ltd
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Sanken Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂封止型電子回路装置のリード細線の切断
を防ぐ。 【構成】 放熱基板1の上に電力用トランジスタ2と集
積回路3を配置する。集積回路3の基板7の上の半導体
素子11及びリード細線12、14の端部を含むように
ポリイミド樹脂から成る第1の保護樹脂層5aを設け
る。この第1の保護樹脂層5aの表面上にリード細線1
2、14を覆わないようにシリコーンラバーから成る第
2の保護樹脂層5bを設ける。最後にエポキシ樹脂から
なる樹脂封止体6を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放熱基板上に半導体素子
を含む回路基板(例えば集積回路)を配置する構成の樹
脂封止型電子回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電圧調整装置等の電子回路装置を図1に
示すように樹脂封止型半導体装置に構成することがあ
る。図1の電子回路装置は、金属製の放熱基板1の上に
電力用半導体素子としてのトランジスタ2を配置すると
共に集積回路3を配置し、これ等をシリコーンラバー又
はポリイミド樹脂等の保護樹脂層4、5で被覆した後に
エポキシ樹脂等の樹脂封止体6を設けることによって構
成されている。
【0003】各部を更に詳しく説明すると、集積回路3
はセラミック等の絶縁性の回路基板7の上に配線導体層
8、9、10等を設け、配線導体層9、10に例えばフ
リップチップ型の半導体素子11を接続し、更に図示さ
れていない別の半導体素子、抵抗、コンデンサを配設し
たものである。回路基板7は放熱基板1に接着剤(図示
せず)で固着され、トランジスタ2は半田(図示せず)
によって放熱基板1に固着されている。集積回路3の配
線導体層8とトランジスタ2とは可撓性を有する金属細
線12によって接続されている。また、集積回路3の配
線導体層9は放熱基板1から導出された外部リード13
に金属細線14によって接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、樹脂封止体
6は、モールド成形性に優れている等の理由によって例
えば熱硬化性樹脂であるエポキシ系の樹脂から成る。な
お、この種のエポキシ系樹脂には、シリカ粉末等がフィ
ラー材(充填材)として付加されている。もし、この種
の外装用の樹脂封止体6で集積回路3を直接に被覆する
と、回路基板7上への異物(例えば水分)の侵入を十分
に防ぐことができない。また、回路基板7に応力が直接
にかかり、集積回路3におけるワイヤボンディング部の
損傷又は信頼性の低下を招くおそれがある。図1の保護
樹脂層5は上述のような問題を解決するために設けられ
たものであって、回路基板7への応力の伝達を抑制する
作用を有すると共に、樹脂封止体6に比べて緻密である
ために水分等の異質物の侵入防止の効果も有する。
【0005】しかしながら、保護樹脂層5をシリコーン
ラバーを主成分とする軟質性樹脂を使用して形成した場
合は、保護樹脂層5から露出したリード細線12、14
が樹脂封止体6と保護樹脂層5との界面で断線(切断)
されやすいことが判明した。また、保護樹脂層5をポリ
イミド系樹脂を主成分とする硬質性樹脂を使用して形成
した場合は、リード細線12、14の接続部分(ボンデ
ィング部分)近傍で断線されやすいことが判明した。前
者は軟質性樹脂が樹脂封止体6と良好に密着しないため
に保護樹脂層5が樹脂封止体6から浮いた状態となり、
この部分に露出したリード細線12、14に応力(破断
力)が加わることに起因するためである。また、後者
は、ポリイミド系硬質樹脂が樹脂封止体6と強固に密着
するため、保護樹脂層5が回路基板7から浮いたような
状態となり、保護樹脂層5自体が樹脂封止体6の熱収縮
に伴って動き、この部分に露出したリード細線12、1
4のワイヤボンディング部分に応力が加わることに起因
すると思われる。なお、保護樹脂層4を介して樹脂封止
体6に対向する表面積が小さい半導体素子即ちトランジ
スタ2では、上記のリード細線の破断はほとんど問題に
ならない。
【0006】そこで、本発明の目的は回路基板と金属細
線の両方が保護された樹脂封止型電子回路装置を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、放熱性基板と、前記放熱性基板上に固着さ
れた絶縁性回路基板と、前記回路基板上に固着された半
導体素子と、前記半導体素子と前記回路基板以外の部分
とを接続するための金属性細線と、前記半導体素子の特
性劣化を生じさせる物質の外部からの侵入を防ぐために
少なくとも前記半導体素子と前記細線の一部とを被覆す
るように前記回路基板上に配設された第1の保護樹脂層
と、前記細線を被覆しないように前記第1の保護樹脂層
の上に設けられた第2の保護樹脂層と、前記回路基板と
前記第1及び第2の保護樹脂層と前記細線とを被覆する
ように前記放熱性基板の少なくとも一方の主面上に設け
られた樹脂封止体とから成り、前記第1の保護樹脂層の
前記樹脂封止体及び前記細線に対する接着力が前記第2
の保護樹脂層の前記樹脂封止体及び前記細線に対する接
着力よりも大きい樹脂封止型電子回路装置に係わるもの
である。なお、請求項2に示すように第2の保護樹脂層
は第1の保護樹脂層及び樹脂封止体よりも大きな弾性を
有していることが望ましい。また、請求項3に示すよう
に第2の保護樹脂層の代りに、応力抑制又は異物阻止の
作用をほとんど有さないが、接着力を低下させる作用を
有する層を設けることができる。
【0008】
【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、第1
の保護樹脂層は樹脂封止体及び金属細線に対して強く接
着する。従って、金属細線の切断が生じにくい。第1の
保護樹脂層の樹脂封止体に対する接着力が大き過ぎる
と、第1の保護樹脂層が樹脂封止体に引張られて回路基
板から浮き上がるような動きが生じるおそれがあるが、
本発明では接着力の弱い第2の保護樹脂層又はこれに類
似の層が両者の間に部分的に介在しているので上述のよ
うな問題を防ぐことができる。請求項2に示すように第
2の保護樹脂層として弾性のあるものを使用すると、応
力吸収効果が生じ、回路基板及びこの上の回路を保護す
ることができる。
【0009】
【実施例】次に、図2及び図3を参照して本発明の実施
例に係わる樹脂封止型電子回路装置を説明する。図2及
び図6の樹脂封止型電子回路装置は、図1の保護樹脂層
5の代りに第1及び第2の保護樹脂層5a、5bを設け
た他は図1と同一に構成されている。即ち、平面形状四
角形の金属製放熱基板1の上には、電力用半導体素子と
してのトランジスタ2と集積回路3とが配置され、トラ
ンジスタ2の裏面のコレクタ電極は半田(図示せず)に
よって放熱基板1に固着され、集積回路3のセラミック
製の絶縁性回路基板7の下面は接着剤(図示せず)によ
って放熱基板1に固着されている。回路基板7の上面に
は配線導体層8、9、10等が設けられ、これ等にフリ
ップチップ型半導体素子11が半田(図示せず)によっ
て接続されている。回路基板7の上面には図示が省かれ
ている厚膜抵抗やコンデンサ等も設けられている。な
お、この電子回路装置は図3に示すように放熱基板1に
接続されていない複数の外部リード15を有する。トラ
ンジスタ2と回路基板7の配線導体層8等とを接続する
ためのAu線、Al線等の可撓性を有するリード細線1
2が周知のワイヤボンディング法によって設けられてい
ると共に、回路基板7の配線導体層9等と外部リード1
5を接続するための可撓性を有するリード細線14もワ
イヤボンディング法によって設けられている。
【0010】トランジスタ2はシリカを含有しないポリ
イミド樹脂から成る保護樹脂層4によって被覆されてい
る。
【0011】集積回路3の基板7の上面の実質的に全部
が異物(特性劣化物質)の侵入阻止及び応力抑制のため
の第1の保護樹脂層5aによって被覆され、この上に部
分的に第2の保護樹脂層5bが設けられている。第1の
保護樹脂層5aは、シリカ等のフィラー(充填材)の含
有率が80〜95重量%のポリイミド樹脂又はポリイミ
ド系樹脂又はポリアミド樹脂又はポリアミド系樹脂であ
ることが望ましい。第1の保護樹脂層5aにおけるフィ
ラーの含有率を80重量%以上にすると、第1の保護樹
脂層5aの線膨脹係数がセラミック回路基板7に近づく
ために保護機能が向上する。また、第1の保護樹脂層5
aにおけるフィラーの含有率を95重量%以下に保つこ
とにより第1の保護樹脂層5aの回路基板7及びリード
細線12、14に対する密着力及び接着力を大きく保つ
ことができる。
【0012】リード細線12の一端部は第1の保護樹脂
層5aで被覆され、中間部は樹脂封止体6で被覆され、
他端部はトランジスタの保護樹脂層4で被覆されてい
る。リード細線14の一端部は第1の保護樹脂層5aで
被覆され、中間部及び他端部は樹脂封止体6で被覆され
ている。第2の保護樹脂層5bは第1の保護樹脂層5a
の中央領域のみを第1の保護樹脂層5aよりも薄く被覆
しているのみであって、リード細線12、14を被覆し
ていない。なお、第2の保護樹脂層5bの被覆面積は第
1の保護樹脂層5aの1/3〜2/3程度が望ましい。
第2の保護樹脂層5bは半導体素子11の特性を劣化さ
せる物質の侵入を防ぐとともに応力を防ぐためにシリコ
ーンラバーによって形成されている。また、第2の保護
樹脂層5bは第1の保護樹脂層5aの樹脂封止体6に対
する接着を弱めるためのものとして使用されている。従
って、第2の保護樹脂層5bの樹脂封止体6及びリード
細線12、14に対する接着力は第1の保護樹脂層5a
のそれよりも弱い。
【0013】樹脂封止体6は、放熱基板1、トランジス
タ2及びその保護樹脂層4、集積回路3、第1及び第2
の保護樹脂層5a、5b、リード細線12、14の一
部、外部リード13、15の一部を覆うように形成され
ている。
【0014】本実施例の樹脂封止型電子回路装置は次の
利点を有する。 (1) 第1の保護樹脂層5aは樹脂封止体6よりも外
部からの異物(例えば水分)の侵入を阻止する作用が大
きいので、半導体素子11が保護される。 (2) 回路基板7上のリード細線12、14の接続部
(ワイヤボンディング部分)及び半導体素子11の上面
は、第1及び第2の保護樹脂層5a、5bの2つの樹脂
層で被覆されているので、回路基板7への応力の伝達抑
制効果が十分に得られ、基板7上のボンディング部分の
寿命、半導体素子11の寿命が延びる。 (3) 樹脂封止体6との密着性に優れた第1の保護樹
脂層5aが、樹脂封止体6との密着性がそれよりも劣る
第2の保護樹脂層5bを介して樹脂封止体6と接する部
分を有するので、第1の保護樹脂層5aと樹脂封止体6
との間の密着力が弱められることとなり、第1の保護樹
脂層5aが樹脂封止体6の熱収縮に伴って動き、回路基
板7から浮き上がるような現象を防ぎ、リード細線1
2、14のボンディング部分を保護することができる。 (4) リード細線12、14が導出される部分は樹脂
封止体との密着性に優れた第1の保護樹脂層5aとなっ
ているので、リード細線12、14の導出部分に応力集
中が発生せず、この切断が防止される。即ち、従来のシ
リコーンラバーのみで保護樹脂層を形成した場合に生じ
るリード細線12、14の切断を防ぐことができる。
【0015】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、変形が可能なものである。例えば第2の保護樹脂層
5bの代りに樹脂封止体6に対する接着力の弱い物質層
即ちリコーンラバー以外の低接着力物質層を設けること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の樹脂封止型電子回路装置を示す断面図で
ある。
【図2】本発明の実施例に係わる樹脂封止型電子回路装
置を図3のA−A線で示す断面図である。
【図3】図2の樹脂封止型電子回路装置を示す平面図で
ある。
【符号の説明】
1 放熱基板 2 トランジスタ 3 集積回路 5a、5b 第1及び第2の保護樹脂層 7 回路基板 12、14 リード細線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放熱性基板と、 前記放熱性基板上に固着された絶縁性回路基板と、 前記回路基板上に固着された半導体素子と、 前記半導体素子と前記回路基板以外の部分とを接続する
    ための金属性細線と、 前記半導体素子の特性劣化を生じさせる物質の外部から
    の侵入を防ぐために少なくとも前記半導体素子と前記細
    線の一部とを被覆するように前記回路基板上に配設され
    た第1の保護樹脂層と、 前記細線を被覆しないように前記第1の保護樹脂層の上
    に設けられた第2の保護樹脂層と、 前記回路基板と前記第1及び第2の保護樹脂層と前記細
    線とを被覆するように前記放熱性基板の少なくとも一方
    の主面上に設けられた樹脂封止体とから成り、前記第1
    の保護樹脂層の前記樹脂封止体に対する接着力が前記第
    2の保護樹脂層の前記樹脂封止体に対する接着力よりも
    大きいことを特徴とする樹脂封止型電子回路装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の保護樹脂層は前記第1の保護
    樹脂層及び前記樹脂封止体よりも大きな弾性を有してい
    ることを特徴とする樹脂封止型電子回路装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の保護樹脂層の代りに前記樹脂
    封止体に対する接着力が前記第1の保護樹脂層よりも小
    さい低接着力層を設けたことを特徴とする請求項1の樹
    脂封止型電子回路装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006179538A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Hitachi Ltd 半導体パワーモジュール
US10109549B2 (en) 2014-12-24 2018-10-23 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and power conversion device using same

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