JP2016128233A - 樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】熱硬化性樹脂部材の表面の一部を熱可塑性樹脂部材で封止し、残部を熱可塑性樹脂部材より露出させてなる樹脂成形体において、熱硬化性樹脂部材の封止面における非粗化面に発生する剥離が、粗化面と非粗化面との境界にて粗化面側へ進展するのを抑制する。
【解決手段】熱硬化性樹脂部材１０における封止面１１の一部は、粗化処理されていない非粗化面１１ｂとされ、残部は非粗化面１１ｂよりも段差１１ｃを有して凹み非粗化面１１ｂよりも粗化された粗化面１１ａとされており、熱可塑性樹脂部材２０には官能基を含有する添加剤２０ａが添加され、粗化面１１ａに存在する官能基と添加剤２０ａに存在する官能基とが化学結合されている。非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの境界には、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離の粗化面１１ａ側への進展を抑制するための溝１１ｄが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱硬化性樹脂部材の表面の一部を熱可塑性樹脂部材で封止し、熱硬化性樹脂部材の表面の残部を熱可塑性樹脂部材より露出させてなる樹脂成形体に関する。

従来より、たとえば熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材を、熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材で封止した樹脂成形体として、特許文献１に記載のものが提案されている。このものでは、熱硬化性樹脂部材の全体を熱可塑性樹脂部材で封止したものとされている。

特許第４６２０３０３号公報

ところで、成形体の用途や構造によっては、部材の形状、検出形態や熱硬化性樹脂部材に加わる応力等を考慮して、熱硬化性樹脂部材の一部を熱可塑性樹脂部材から露出させることが必要となる。そこで、本発明者は、熱硬化性樹脂部材の全体を熱可塑性樹脂部材で封止するのではなく、熱可塑性樹脂部材によって熱硬化性樹脂部材の一部を封止する構成、つまり一部封止構成を検討した。

このような構成の場合、熱硬化性樹脂部材の表面の一部である封止面は、熱可塑性樹脂部材で封止されるが、当該表面の残部である露出面は、熱可塑性樹脂部材より露出する。また、一般に、熱硬化性樹脂に対する熱可塑性樹脂の密着性が悪いため、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との界面で剥離が生じやすい。

上記界面で剥離が発生すると、たとえば、上記界面のうち外部に露出する部分、すなわち、上記界面のうち熱硬化性樹脂部材における封止面と露出面との境界に位置する端部から、外部の水分や汚染物質等が、上記界面に沿って樹脂成形体の内部に侵入することになる。そのため、この一部封止構成においては、特に両樹脂部材間における剥離の抑制が望まれる。

そこで、本発明者は、熱硬化性樹脂部材における封止面の一部は、粗化処理されていない非粗化面とされ、封止面の残部は、非粗化面よりも粗化された粗化面とした。このような粗化面を形成する粗化処理は、レーザ照射等で表面除去の加工を行うものであり、粗化面は、非粗化面よりも段差を有して凹んだ面となる。

そして、熱可塑性樹脂部材には官能基を含有する添加剤を添加し、粗化面に存在する官能基と添加剤に存在する官能基とが化学結合されたものとする。この化学結合によって、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との間において高密着性を得ることができるため、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との密着性の向上が図れる。

なお、熱硬化性樹脂部材における封止面の全体を粗化面とするのではなく、封止面の一部を非粗化面とし、封止面の残部を粗化面としたのは、粗化処理のコストや粗化処理される熱硬化性樹脂部材の形状の制約等によるものである。

この場合、熱可塑性樹脂部材で封止されている封止面において、比較的密着性に劣る非粗化面で発生した剥離が、粗化面と非粗化面との境界まで進展すると、粗化面における剥離を誘発するおそれがある。そのため、本発明者は、さらに、この粗化面と非粗化面との境界において当該剥離を抑制することを考えた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、一部封止構成において、熱硬化性樹脂部材の封止面における非粗化面に発生する剥離が、粗化面と非粗化面との境界にて粗化面側へ進展するのを抑制できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材（１０）と、熱硬化性樹脂部材の表面の一部である封止面（１１）を封止する熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材（２０）と、を備え、熱硬化性樹脂部材の表面の残部である露出面（１２）は、熱可塑性樹脂部材より露出している樹脂成形体であって、次のような特徴を有している。

すなわち、請求項１の樹脂成形体では、熱硬化性樹脂部材における封止面の一部は、粗化処理されていない非粗化面（１１ｂ）とされ、封止面の残部は、非粗化面よりも段差（１１ｃ）を有して凹み非粗化面よりも粗化された粗化面（１１ａ）とされており、熱可塑性樹脂部材には官能基を含有する添加剤（２０ａ）が添加され、粗化面に存在する官能基と添加剤に存在する官能基とが化学結合されており、
封止面における非粗化面と粗化面との境界には、非粗化面と熱可塑性樹脂部材との界面に発生する剥離の粗化面側への進展を抑制するための溝（１１ｄ）が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、まず、熱硬化性樹脂部材の表面が粗化面とされ、粗化面に存在する官能基と官能基含有添加剤に存在する官能基が化学結合された構造とされることで、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との密着性の向上が実現できる。

そして、溝により、非粗化面と粗化面との境界部分において封止面と熱可塑性樹脂部材との界面が屈折し、非粗化面と熱可塑性樹脂部材との界面に発生する剥離の粗化面側への進展経路も屈折するから、当該剥離に関する応力拡大係数が低減する。また、溝の分、非粗化面と粗化面との間の沿面距離が長くなる。よって、本発明によれば、熱硬化性樹脂部材の封止面における非粗化面に発生する剥離が、粗化面と非粗化面との境界にて粗化面側へ進展するのを抑制することができる。

また、請求項６に記載の発明は、熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材（１０）と、熱硬化性樹脂部材の表面の一部である封止面（１１）を封止する熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材（２０）と、を備え、熱硬化性樹脂部材の表面の残部である露出面（１２）は、熱可塑性樹脂部材より露出している樹脂成形体であって、次のような特徴を有している。

すなわち、請求項６の樹脂成形体では、熱硬化性樹脂部材における封止面の一部は、粗化処理されていない非粗化面（１１ｂ）とされ、封止面の残部は、非粗化面よりも段差（１１ｃ）を有して凹み非粗化面よりも粗化された粗化面（１１ａ）とされており、熱可塑性樹脂部材には官能基を含有する添加剤（２０ａ）が添加され、粗化面に存在する官能基と添加剤に存在する官能基とが化学結合されており、
封止面における非粗化面と粗化面との間の段差における壁面（１１ｅ）には、非粗化面と熱可塑性樹脂部材との界面に発生する剥離の粗化面側への進展を抑制するための凹凸処理が施されていることを特徴とする。

本発明でも、熱硬化性樹脂部材の表面が粗化面とされ、粗化面に存在する官能基と官能基含有添加剤に存在する官能基が化学結合された構造とされることで、熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との密着性の向上が実現できる。

また、段差の壁面を凹凸処理されたものにすることで、非粗化面と粗化面との間の沿面距離の増加と、段差における熱可塑性樹脂部材の密着性向上とが実現される。そのため、本発明によっても、熱硬化性樹脂部材の封止面における非粗化面に発生する剥離が、粗化面と非粗化面との境界にて粗化面側へ進展するのを抑制することができる。

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。

本発明の第１実施形態にかかる樹脂成形体としての半導体装置を示す概略断面図である。 図１中の半導体装置における熱硬化性樹脂部材を模式的に示した外観斜視図である。 図１中の丸で囲まれたＡ部を拡大して示す概略断面図である。 図１に示される半導体装置の製造工程中の断面のうち図１中の領域Ｒを拡大した図である。 図４に続く製造工程中の断面のうち図１中の領域Ｒを拡大した図である。 図５に続く製造工程中の断面のうち図１中の領域Ｒを拡大した図である。 図６に続く製造工程中の断面のうち図１中の領域Ｒを拡大した図である。 本発明の第２実施形態にかかる半導体装置における要部を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる半導体装置における要部を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態にかかる半導体装置における要部を示す概略断面図である。 本発明の第５実施形態にかかる半導体装置における要部を示す概略断面図である。 本発明の第６実施形態にかかる半導体装置における要部を示す概略断面図である。 本発明の第７実施形態にかかる樹脂成形体としての半導体装置を示す概略断面図である。

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。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる樹脂成形体について、図１〜図３を参照して述べる。なお、図１、図３では、後述する熱硬化性樹脂部材１０の表面に形成された粗化面１１ａの凹凸形状、段差１１ｃ、および、溝１１ｄについては、わかりやすくするために、大きくデフォルメして示してある。また、図２では、熱硬化性樹脂部材１０の表面に形成された粗化面１１ａについて、その表面に斜線ハッチングを施して示している。また、図３では、熱可塑性樹脂部材２０中の添加剤２０ａを省略してある。

この樹脂成形体は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための半導体装置として適用されるものである。本実施形態の樹脂成形体としての半導体装置は、熱硬化性樹脂部材１０と熱硬化性樹脂部材１０の表面の一部を封止する熱可塑性樹脂部材２０とを備えて構成されている。

熱硬化性樹脂部材１０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂よりなるもので、必要に応じて、当該樹脂中にシリカやアルミナ等の絶縁性材料よりなるフィラーが含有されていてもよい。このような熱硬化性樹脂部材１０は、トランスファー成形、コンプレッション成形、あるいは、ポッティング法等による成形および熱硬化処理を行うことで、形成されたものである。

また、熱可塑性樹脂部材２０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリフェニレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂よりなるもので、熱硬化性樹脂部材１０の一部を封止するように射出成形を行うことにより、形成されたものである。この熱可塑性樹脂部材２０内には、官能基を含有する添加剤２０ａが添加されている。

添加剤２０ａは、水酸基、エポキシ基、アミノ基、カルボニル基などのいずれか１つもしくは複数の官能基を有するポリマーよりなるものである。この添加剤２０ａが熱硬化性樹脂部材１０の粗化面１１ａに存在する官能基と化学反応して、高密着性な熱硬化性樹脂−熱可塑性樹脂接合を可能としている。

このような添加剤２０ａが添加された熱可塑性樹脂部材２０が熱硬化性樹脂部材１０の表面の一部を封止することにより、熱硬化性樹脂部材１０の表面の一部は、熱可塑性樹脂部材２０により封止された封止面１１とされている。そして、熱硬化性樹脂部材１０の表面のうち封止面１１以外の部分である残部は、熱可塑性樹脂部材２０より露出する露出面１２とされている。

ここでは、図１および図２に示されるように、熱硬化性樹脂部材１０は、直方体状のブロック形状をなすものとして構成されている。そして、この熱硬化性樹脂部材１０の長手方向の一端１０ａ側における熱硬化性樹脂部材１０の表面の一部が、封止面１１とされ、当該長手方向の他端１０ｂ側における熱硬化性樹脂部材の表面の残部が、露出面１２とされている。

さらに具体的に言うならば、図１、図２に示される熱硬化性樹脂部材１０は、長手方向の一端面とこれに対向する他端面、および、長手方向に延びる４個の側面を有する直方体をなしている。

そして、熱硬化性樹脂部材１０の封止面１１は、当該長手方向の一端面と４個の側面のうちの当該長手方向の一端１０ａ側の部位とされている。一方、熱硬化性樹脂部材１０の露出面１２は、当該長手方向の他端面と４個の側面のうちの当該長手方向の他端１０ｂ側の部位とされている。

熱硬化性樹脂部材１０は、その内部に、熱硬化性樹脂部材１０により封止された第１の被封止部品としての半導体素子３０、第２の被封止部品としての電気接続部材４０を有している。

第１の被封止部品である半導体素子３０は、磁気センサや光センサ、あるいは、圧力センサ等に用いられるシリコン半導体等よりなるセンサチップである。このような半導体素子３０は、通常の半導体プロセスにより形成されるものである。

たとえば、磁気センサ用の半導体素子３０の場合、半導体素子３０の全体が熱硬化性樹脂部材１０により封止されており、半導体素子３０は、熱硬化性樹脂部材１０を介して外部の磁気を検出するようにしている。

また、光センサや圧力センサ用の半導体素子３０の場合、半導体素子３０の一部を開口させる図示しない開口部が、熱硬化性樹脂部材１０に形成され、半導体素子３０は、当該開口部を介して光や圧力を検出するようになっている。

ここで、本実施形態では、熱硬化性樹脂部材１０のうち半導体素子３０を封止している部分の一部を、熱可塑性樹脂部材２０より露出させることで、たとえば半導体素子３０に対して余分な応力が加わらないようにしている。

一方、第２の被封止部品である電気接続部材４０は、半導体素子３０と半導体装置の外部の図示しない配線部材とを電気的に接続するためのものである。ここでは、電気接続部材４０の一部４１は熱硬化性樹脂部材１０に被覆されて、残部４２は熱硬化性樹脂部材１０における封止面１１より突出する。また、電気接続部材４０の残部４２は、熱硬化性樹脂部材１０の外部にて熱可塑性樹脂部材２０により封止され、かつ、その先端部が熱可塑性樹脂部材２０から露出させられている。

ここで、電気接続部材４０の一部４１は、熱硬化性樹脂部材１０内にて、半導体素子３０と電気接続されている。この半導体素子３０との接続手法は特に限定するものではないが、ここでは、ＡｌやＡｕ等のボンディングワイヤ５０により接続されている。

一方、熱可塑性樹脂部材２０は、電気接続部材４０の残部４２を封止しているが、熱可塑性樹脂部材２０には開口部２１が形成されている。そして、この開口部２１において、電気接続部材４０の残部４２のうちのさらに一部が、熱可塑性樹脂部材２０の外部に露出している。

この熱可塑性樹脂部材２０の開口部２１は、図示しない外部の配線部材、たとえばコネクタ部材等が挿入されて接続される部位であり、それにより、この外部の配線部材と電気接続部材４０とが、電気的に接続されるようになっている。

つまり、電気接続部材４０は、半導体素子３０の検出や出力等の用をなすものとして機能し、半導体素子３０は、電気接続部材４０を介して、装置の外部との電気的なやり取りを可能としている。このような電気接続部材４０として、本実施形態では、ＣｕやＡｌ等の棒状部材よりなるターミナル端子を用いているが、その他、回路基板などを電気接続部材４０として用いてもよい。

そして、図１〜図３に示されるように、本実施形態においては、熱硬化性樹脂部材１０における封止面１１の一部は、粗化処理された粗化面１１ａとされ、封止面１１の残部は粗化処理されていない非粗化面１１ｂとされている。この粗化面１１ａは、非粗化面１１ｂよりも段差１１ｃを有して凹み非粗化面１１ｂよりも粗化された面である。

また、非粗化面１１ｂは、粗化処理されていない面であるが、熱硬化性樹脂部材１０における露出面１２も、非粗化面１１ｂと同様、粗化処理されていない面である。つまり、非粗化面１１ｂと露出面１２とは、前者が熱可塑性樹脂部材２０で封止され、後者が露出しているという点では相違するものの、性状は同一の連続した面である。

粗化面１１ａは、後述する製造方法のうちの表面層除去工程により形成されるものであり、この粗化面１１ａの粗化度合（表面粗さＲａ）は、非粗化面１１ｂおよび露出面１２よりも大きくされている。

具体的には、この粗化面１１ａの表面粗さＲａは、数μｍ以上（たとえば３μｍ以上）とされている。逆に言えば、非粗化面１１ｂおよび露出面１２は、後述する表面層１３（図４参照）が存在する面に相当する。なお、表面粗さＲａは、ＪＩＳ（日本工業規格の略称）に定義されている算術平均粗さＲａである。

また、上述したように、第２の被封止部品である電気接続部材４０の残部４２は、熱硬化性樹脂部材１０における封止面１１より突出し、熱可塑性樹脂部材２０により封止されている。

熱硬化性樹脂部材１０において露出面１２と電気接続部材４０の残部４２との間に位置する封止面１１には、上記した粗化面１１ａが、電気接続部材４０の残部４２の周りに連続した閉環形状をなすように設けられている。

ここでは、図２に示されるように、電気接続部材４０の残部４２は、直方体状の熱硬化性樹脂部材１０の一端面から突出している。そして、粗化面１１ａの配置パターンは、直方体状の熱硬化性樹脂部材１０における４個の側面に渡って連続する閉環状のパターンとされている。

また、本実施形態では、図１、図２に示されるように、粗化面１１ａは、熱硬化性樹脂部材１０における封止面１１内にのみ、つまり熱可塑性樹脂部材２０の内側にのみ形成されている。このため、粗化面１１ａの両端部は、熱可塑性樹脂部材２０の内側に位置している。

ここで、上述したように、粗化面１１ａは封止面１１の表面層１３（図４参照）を全面除去した面であることから、熱硬化性樹脂部材１０の表面のうち粗化面１１ａ以外の部分に対して粗化面１１ａが凹むように、これらの間には上記した段差１１ｃが形成されている。この段差１１ｃの高さ、すなわち、非粗化面と粗化面との高さの差は、数μｍ以上（たとえば５μｍ以上）である。

そして、本実施形態では、粗化面１１ａの両端部が熱可塑性樹脂部材２０で封止されていることから、この粗化面１１ａの両端部にて、粗化面１１ａと非粗化面１１ｂとの境界が存在する。つまり、本実施形態では、封止面１１において当該境界が２箇所存在するものとされている。

［剥離抑制用の溝について］
さらに、本実施形態では、図１に示されるように、封止面１１における非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの境界には、剥離抑制用の溝１１ｄが設けられている。この溝１１ｄは、非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの間に位置することで、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離が粗化面１１ａ側へ進展するのを抑制するものである。この溝について、図３も参照して述べる。

この溝１１ｄは、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離の粗化面１１ａ側への進展経路を屈折させ、非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの間の沿面距離の増加を行う機能を持つ。

具体的には、溝１１ｄは、粗化面１１ａおよび非粗化面１１ｂの両面よりも凹むように深く掘り込まれた溝として構成されている。そして、溝１１ｄの深さは、粗化面１１ａの凹凸による段差寸法（つまり凹凸間の段差の高さ）よりも深いものとされている。

また、本実施形態では、封止面１１における２箇所の粗化面１１ａと非粗化面１１ｂとの境界において、溝１１ｄは、直方体状の熱硬化性樹脂部材１０における４個の側面に渡って連続する閉環状のパターンにて配置されている。

ここでは、図３に示されるように、溝１１ｄは、深さ方向に幅が細くなる断面Ｖ字状の溝、いわゆるＶ溝である。そして、溝１１ｄは段差１１ｃの部分に形成されており、非粗化面１１ｂ、段差１１ｃ、溝１１ｄ、粗化面１１ａが連続する配置とされている。

そのため、溝１１ｄにおける非粗化面１１ｂ側の内壁面は、段差１１ｃの壁面を溝１１ｄの底部側へ延長した面として構成されており、当該内壁面と段差１１ｃの壁面とは実質と同一の傾斜面とされている。また、溝１１ｄにおける粗化面１１ｂ側の内壁面は、粗化面１１ａに隣接している。

また、図３に示される溝１１ｄにおける非粗化面１１ｂ側の内壁面と非粗化面１１ｂとのなす角度θは、４５°よりも大きいことが望ましい。つまり、溝１１ｄにおける非粗化面１１ｂ側の内壁面は、非粗化面１１ｂに対して急峻であるほど好ましく、本実施形態のように、溝１１ｄをＶ溝とすることで急峻性を実現しやすい。

［製造方法等］
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について、図４〜図７も参照して述べる。まず、図４に示される硬化モールド工程では、熱硬化性樹脂部材１０の原料である熱硬化性樹脂材料を用い、この熱硬化性樹脂材料を加熱して硬化完了させることにより、熱硬化性樹脂部材１０を形成する。

具体的に、この硬化モールド工程では、半導体素子３０と電気接続部材４０とをボンディングワイヤ５０で接続したものを、トランスファー成形、コンプレッション成形あるいはポッティング等により封止し、さらに、このものを加熱、硬化する。こうして、熱硬化性樹脂部材１０ができあがる。

この硬化モールド工程で形成された熱硬化性樹脂部材１０の最表面には、汚染物よりなる表面層１３が存在する。汚染物は、熱硬化性樹脂部材１０の構成材料中に存在するが、加熱成形時に最表面に浮き出てきて、それよりも内側にはあまり存在しない状態となる。ここで、汚染物とは、たとえば離型剤や工程中に熱硬化性樹脂部材１０の表面に付着した異物等である。離型剤とは、上記成形において型離れ性を確保するために、金型表面に設けられたり、熱硬化性樹脂材料自身に混合されたりするもので、たとえばシロキサンや脂肪酸等よりなる。

次に、図５に示されるように、熱硬化性樹脂部材１０に対して表面層除去工程を行う。この工程では、熱硬化性樹脂部材１０における封止面１１の一部、すなわち封止面１１のうちの粗化面１１ａを形成する部位において、最表面に位置する表面層１３を除去することで当該部位を新生面１４とする。

具体的には、封止面１１のうちの粗化面１１ａの形成予定位置に対して、レーザ照射、ショットブラスト、研磨等の手法を用い、表面層１３を除去する。これら手法は、処理表面を削って凹凸を形成するものであり、レーザ照射が最も望ましい手法である。粗化面１１ａを形成する際の封止面１１の除去深さは、表面層１３を除去できる程度で良く、数μｍ以上（たとえば５μｍ以上）とされていれば良い。

これら手法により、汚染物としての表面層１３が除去されるとともに、表面層１３の下地としての新生面１４が粗化される。それによって、新生面１４は、アンカー効果が付与されて熱可塑性樹脂部材２０との密着性に優れた粗化面１１ａとされる。また、この粗化面１１ａとしての新生面１４には、実際には図６に示すように、熱硬化性樹脂部材１０を構成する熱硬化性樹脂における水酸基やエポキシ基等のいずれか１つもしくは複数が官能基として存在している。

なお、表面層除去工程においては、特にレーザ照射を用いると、新生面１４が焼けて酸化された部分に存在する官能基がさらに化学反応を促進して高密着性を実現することが可能となるため好ましい。また、ＯＨ基などの官能基をより新生面１４に多く存在させるために、熱硬化性樹脂部材１０の新生面１４に、コロナ放電処理を施すことも望ましい。

こうして、表面層除去工程を行った後、図示しないが、封止面１１のうちの非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの境界となる部位に、溝１１ｄを形成する（溝形成工程）。この溝１１ｄは、レーザ照射で熱硬化性樹脂部材１０の表面を掘ることにより形成されるが、たとえばフェムト秒レーザを用いると、上記したように急峻な溝１１ｄを形成しやすい。

なお、硬化モールド工程において熱硬化性樹脂部材１０を成形するときに、熱硬化性樹脂部材１０における溝１１ｄの形成部位を予め、多少凹ませておき、その後、溝形成工程にてレーザで溝１１を形成するようにしても良い。

この溝形成工程の後、図７に示される可塑モールド工程を行う。この工程では、官能基が存在する熱硬化性樹脂部材１０の新生面１４としての粗化面１１ａに対して、熱可塑性樹脂部材２０の原料である添加剤２０ａを添加した熱可塑性樹脂材料を射出成形する。

たとえば、添加剤２０ａとなる官能基を有するポリマーを母材となる熱可塑性樹脂材料に混練することにより、添加剤２０ａを添加した熱可塑性樹脂材料を得ることができる。これにより、粗化面１１ａに存在する官能基と添加剤２０ａに存在する官能基とが化学結合しつつ、熱硬化性樹脂部材１０における封止面１１が熱可塑性樹脂部材２０で封止される。

この可塑モールド工程における化学結合としては、たとえば熱硬化性樹脂部材１０がエポキシ樹脂である場合、エポキシ樹脂中の水酸基やエポキシ基が添加剤２０ａに存在する水酸基、エポキシ基、アミノ基、カルボニル基と化学結合することになる。

そして、水酸基同士の結合やエポキシ基同士の結合などとされる場合、共有結合となるため、より強度の高い化学結合となる。つまり、添加剤２０ａの構成材料として、熱硬化性樹脂部材１０の構成材料に含まれる官能基と同じ官能基を少なくとも１つ含む材料を用いることで共有結合を実現できる。

そして、この化学結合により、熱硬化性樹脂部材１０における新生面１４としての粗化面１１ａと熱可塑性樹脂部材２０との間の高密着性を得ることができるのである。こうして、本実施形態の樹脂成形体としての半導体装置ができあがる。

なお、上記の表面層形成工程以降の各工程は、熱硬化性樹脂部材１０の表面の一部に対して選択的に処理を行うものであるため、処理を行わない表面には適宜マスキング等を施したうえで、当該各工程を行うようにする。
［効果等］
ところで、本実施形態によれば、熱硬化性樹脂部材１０における封止面１１と当該封止面１１を封止する熱可塑性樹脂部材２０との界面では、封止面１１上の汚染物が除去された新生面１４としての粗化面１１ａが形成される。この粗化面１１ａにおいて上記官能基を介した熱硬化性樹脂部材１０と熱可塑性樹脂部材２０との化学結合が実現される。

そして、この化学結合によって、熱硬化性樹脂部材１０と熱可塑性樹脂部材２０との間において高密着性を得ることができる。そのため、本実施形態によれば、熱硬化性樹脂部材１０と熱可塑性樹脂部材２０との密着性の向上が実現できる。

また、本実施形態によれば、溝１１ｄの分、非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの境界部分において封止面１１と熱可塑性樹脂部材２０との界面が屈折する。このことは、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離の粗化面１１ａ側への進展経路が屈折することであるから、当該剥離に関する応力拡大係数を低減することができる。この応力拡大係数が低くなれば、剥離応力の集中が緩和される。

また、溝１１ｄの分、非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの間の沿面距離が長くなる。よって、本実施形態によれば、熱硬化性樹脂部材１０の封止面１１における非粗化面１１ｂに発生する熱可塑性樹脂部材２０の剥離が、粗化面１１ａと非粗化面１１ｂとの境界にて粗化面１１ａ側へ進展するのを抑制することができる。

また、上述したが、粗化面１１ａは封止面１１の表面層１３を全面除去した面であるが、この場合の除去は上述のようにレーザ照射などにより行われる。この表面層除去工程の直後において、粗化面１１ａと非粗化面１１ｂとの段差１１ｃが形成されるが、この段差１１ｃの壁面と非粗化面１１ｂとのなす角度は最大でも４５°程度である。溝１１ｄによる上記沿面距離の増加度合にもよるが、この程度の角度では、上記剥離に関する応力拡大係数の低減は不十分となりやすく、上記剥離の進展が懸念される。

その点、本実施形態によれば、溝１１ｄの形成により、溝１１ｄにおける非粗化面１１ｂ側の内壁面と非粗化面１１ｂとのなす角度θを、４５°よりも大きいものにできる。この角度θは上記剥離の進展経路の屈折度合に相当するもので、この角度θが大きいほど、剥離に関する応力拡大係数が低減する。これにより、本実施形態によれば、剥離に関する応力拡大係数も大幅に低減でき、剥離進展の抑制がいっそう確実なものになることが期待される。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図８を参照して述べる。図８では、本実施形態の半導体装置における要部として、非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの境界近傍部分を示している。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こととする。

上記図３に示した第１実施形態の場合、溝１１ｄにおける非粗化面１１ｂ側の内壁面と非粗化面１１ｂとのなす角度θは、４５°よりも大であり、フェムト秒レーザによれば８５〜９０°程度まで急峻な溝１１ｄを形成できるものであった。

これに対して、図８に示されるように、本実施形態では、角度θを９０°より大きいもの、たとえば１００°以上の鈍角としたＶ溝により、溝１１ｄを構成している。このような角度θを有する本実施形態の溝１１ｄについては、フェムト秒レーザを被照射面に対して斜めに照射させることで形成が可能である。

そして、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の剥離進展の抑制効果を発揮できるとともに、角度θをより大きくすることで、上記剥離に関する応力拡大係数のさらなる低減が期待でき、剥離抑制の点で望ましい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図９を参照して、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。

本実施形態においても、図９に示されるように、剥離抑制用の溝１１ｄは、封止面１１における非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの境界に設けられたＶ溝であり、非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの間に位置している。ここで、上記第１実施形態では、溝１１ｄは、粗化面１１ａに連続して配置されていたが、本実施形態の溝１１ｄは、封止面１１において、粗化面１１ａの端部とは所定距離、離れて設けられたものとされている。

このような本実施形態の溝１１ｄも、上記第１実施形態と同様、フェムト秒レーザ等のレーザ照射により形成される。そして、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮されるが、溝１１ｄと粗化面１１ａとを離した分、非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの間の沿面距離を長くできるため、剥離進展の抑制の点で望ましい。

なお、本実施形態のような溝１１ｄと粗化面１１ａとを離した構成は、角度θを９０°より大きいものとした溝１１ｄを採用する上記第２実施形態とも組み合わせが可能であることは言うまでもない。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について、図１０を参照して、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。

図１０に示されるように、本実施形態の剥離抑制用の溝１１ｄは、上記第１実施形態ではＶ溝であったものを、断面Ｕ字形状の溝、いわゆるＵ溝としたものである。このようなＵ溝としての溝１１ｄは、たとえば低パワーのレーザ照射を行いながら、対象物をゆっくり回転させる等により、溝の底部を曲面状に加工することで形成される。

そして、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。なお、溝１１ｄはＶ溝である方が、底部の屈折度合がＵ溝よりも急峻なものとされるため、剥離抑制の点で好ましいといえる。

また、本実施形態のような溝１１ｄをＵ溝とした構成であっても、レーザの照射角度を調整することにより、上記した角度θを９０°より大きいものにできる。そのため、本実施形態は、上記第２実施形態と組み合わせることが可能である。また、このようなＵ溝としての溝１１ｄであっても、上記第３実施形態のように、溝１１ｄと粗化面１１ａとを離した構成が適用できることはもちろんである。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について、図１１を参照して、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。図１１に示されるように、本実施形態は、上記第１実施形態のような溝１１ｄを形成することに替えて、封止面１１における非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの間の段差１１ｃにおける壁面１１ｅに、凹凸処理を施したものとしている。

この凹凸処理は、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離の粗化面１１ａ側への進展を抑制するためのものである。ここでは、図１１に示されるように、上記表面層除去工程で形成された段差１１ｃの壁面１１ｅに対して、レーザ照射により階段状の凹凸を形成している。

具体的には、レーザ走査において照射パワーを段階的に減少させ、掘り込みの深さを減らしていくことで、本実施形態のような階段状の壁面１１ｅが形成される。あるいは、照射パワーを段階的に増加させ、掘り込みの深さを大きくしていくことでも、本実施形態のような階段状の壁面１１ｅが形成される。

本実施形態のように、段差１１ｃの壁面１１ｅを凹凸処理されたものにすることで、非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの間の沿面距離の増加と、段差１１ｃにおける熱可塑性樹脂部材２０の密着性向上とが実現される。

そのため、本実施形態によっても、熱硬化性樹脂部材１０の封止面１１における非粗化面１１ｂに発生する剥離が、粗化面１１ａと非粗化面１１ｂとの境界にて粗化面１１ａ側へ進展するのを抑制することができる。

なお、本実施形態の場合、階段状の壁面１１ｅにおける階段の角部の角度を、４５°よりも大きいもの、望ましくは９０°程度のものとすることにより、上記した剥離の進展経路の屈折度合を大きくすることができ、剥離抑制の点で好ましい。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について、図１２を参照して述べる。本実施形態は、上記第５実施形態と同様に、段差１１ｃにおける壁面１１ｅに、凹凸処理を施したものであるが、この凹凸処理による凹凸形状を変形したものである。

本実施形態における段差１１ｃの壁面１１ｅの凹凸処理は、図１２に示されるように、レーザ照射により形成された微細な凹凸を形成したものである。この微細な凹凸を形成することは、たとえば、上記表面層除去工程で形成された段差１１ｃの壁面１１ｅに対して低パワーのレーザ照射を施すことにより実現される。

そして、本実施形態によっても、段差１１ｃの壁面１１ｅを凹凸処理されたものにすることで、上記第５実施形態と同様、沿面距離の増加および熱可塑性樹脂部材２０の密着性向上が実現される。そのため、本実施形態によっても、上記第５実施形態と同様の剥離進展の抑制効果が発揮される。

ここで、上記した第５、第６実施形態は、上記第１〜第４実施形態に組み合わせてもよい。つまり、上記第１〜第４実施形態における段差１１ｃの壁面に、第５、第６実施形態と同様の凹凸処理を施してやればよい。

さらに言えば、上記各実施形態は、剥離に関する応力拡大係数を低減させるための溝１１ｄや凹凸といった凹形状を有する剥離抑制部を、封止面１１における非粗化面１１ｂと粗化面１１ａとの間、あるいは段差１１ｃの壁面１１ｅに設けたものである。そして、これにより、当該境界における熱可塑性樹脂部材２０の剥離経路の屈折、沿面距離の増加、あるいは熱可塑性樹脂部材の密着性の向上を図り、当該剥離の進展を抑制するようにしたものである。

（他の実施形態）
なお、上記図１に示した半導体装置においては、熱硬化性樹脂部材１０の封止面１１における粗化面１１ａと非粗化面１１ｂとの境界は、２箇所存在していたが、封止面１１における当該境界は少なくとも１箇所あればよく、さらには３箇所以上であってもよい。ここで、当該境界が１箇所である半導体装置の例を図１３に示しておく。

図１３に示される半導体装置では、熱硬化性樹脂部材１０の粗化面１１ａの一端側（図１３の右側）は封止面１１に位置するが、他端側（図１３の左側）は露出面１２に位置している。この場合、この粗化面１１ａの一端側に、封止面１１における粗化面１１ａと非粗化面１１ｂとの境界が存在する。そして、この境界において、上記各実施形態に示した溝１１ｄの形成や凹凸処理を行うようにすればよい。

また、溝１１ｄとしては、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離の粗化面１１ａ側への進展を抑制するものであればよく、上記した各実施形態に示したような形状等に限定されるものではない。

また、段差１１ｃにおける壁面１１ｅに施される凹凸処理についても、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離の粗化面１１ａ側への進展を抑制するものであればよく、上記した各実施形態に示したような形状等に限定されるものではない。

また、熱可塑性樹脂部材２０としては、上記した添加剤２０ａ以外に、通常、ガラスファイバー等の機械的強度を増加させるための強化繊維が含有される。この場合、強化繊維の配向方向を、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離の粗化面１１ａ側への進展経路に沿った方向とすることが望ましい。

このような熱可塑性樹脂部材２０中の強化繊維の配向方向は、射出成形における樹脂の流れ方向により規定することができる。つまり、射出成形において当該流れ方向を、上記した剥離の進展経路に沿った方向とすればよい。

このように強化繊維の配向方向を揃えた熱可塑性樹脂部材２０においては、強化繊維の配向方向における樹脂の線膨張係数が、強化繊維の配向方向と直交する方向における樹脂の線膨張係数よりも小さくなる。このような線膨張係数の状態とすれば、非粗化面１１ｂと熱可塑性樹脂部材２０との界面に発生する剥離が、粗化面１１ａ側へ進展しにくくなるため、好ましい。

また、第１の被封止部品および第２の被封止部品としては、熱硬化性樹脂部材１０で封止されることが可能なものであればよく、上記した半導体素子３０や電気接続部材４０あるいは回路基板に限定されるものではない。

また、熱硬化性樹脂部材１０の形状は、上記した直方体状のものに限定されるものではなく、球状、その他、不定形状などであってもよい。また、熱可塑性樹脂部材２０の封止形態は、熱硬化性樹脂部材１０の表面の一部が封止され残部が露出するものであればよく、上記図示例のような熱硬化性樹脂部材１０の一端１０ａ側が封止面１１、他端１０ｂ側が露出面とされたものに限定するものではない。

また、上記実施形態では、樹脂成形体は半導体装置であり、熱硬化性樹脂部材１０の内部には、熱硬化性樹脂部材１０で封止された被封止部品となる半導体素子３０などが設けられたものであった。しかし、樹脂成形体としては、このような半導体装置に限定されるものではなく、たとえば熱硬化性樹脂部材１０として被封止部品を持たない構成のものであってもよい。

また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。

１０ 熱硬化性樹脂部材
１１ 熱硬化性樹脂部材の封止面
１１ａ 封止面における粗化面
１１ｂ 封止面における非粗化面
１１ｃ 段差
１１ｄ 溝
１１ｅ 段差の壁面
１２ 熱硬化性樹脂部材の露出面
２０ 熱可塑性樹脂部材
２０ａ 添加剤

Claims (6)

1. 熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材（１０）と、
   前記熱硬化性樹脂部材の表面の一部である封止面（１１）を封止する熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材（２０）と、を備え、
   前記熱硬化性樹脂部材の表面の残部である露出面（１２）は、前記熱可塑性樹脂部材より露出している樹脂成形体であって、
   前記熱硬化性樹脂部材における前記封止面の一部は、粗化処理されていない非粗化面（１１ｂ）とされ、前記封止面の残部は、前記非粗化面よりも段差（１１ｃ）を有して凹み前記非粗化面よりも粗化された粗化面（１１ａ）とされており、
   前記熱可塑性樹脂部材には官能基を含有する添加剤（２０ａ）が添加され、前記粗化面に存在する官能基と前記添加剤に存在する官能基とが化学結合されており、
   前記封止面における前記非粗化面と前記粗化面との境界には、前記非粗化面と前記熱可塑性樹脂部材との界面に発生する剥離の前記粗化面側への進展を抑制するための溝（１１ｄ）が設けられていることを特徴とする樹脂成形体。
2. 前記溝における前記非粗化面側の内壁面と前記非粗化面とのなす角度θが、４５°よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形体。
3. 前記角度θが９０°よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形体。
4. 前記溝は、深さ方向に幅が細くなる断面Ｖ字状の溝であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の樹脂成形体。
5. 前記溝は、前記封止面において、前記粗化面の端部とは離れて設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の樹脂成形体。
6. 熱硬化性樹脂よりなる熱硬化性樹脂部材（１０）と、
   前記熱硬化性樹脂部材の表面の一部である封止面（１１）を封止する熱可塑性樹脂よりなる熱可塑性樹脂部材（２０）と、を備え、
   前記熱硬化性樹脂部材の表面の残部である露出面（１２）は、前記熱可塑性樹脂部材より露出している樹脂成形体であって、
   前記熱硬化性樹脂部材における前記封止面の一部は、粗化処理されていない非粗化面（１１ｂ）とされ、前記封止面の残部は、前記非粗化面よりも段差（１１ｃ）を有して凹み前記非粗化面よりも粗化された粗化面（１１ａ）とされており、
   前記熱可塑性樹脂部材には官能基を含有する添加剤（２０ａ）が添加され、前記粗化面に存在する官能基と前記添加剤に存在する官能基とが化学結合されており、
   前記封止面における前記非粗化面と前記粗化面との間の前記段差における壁面（１１ｅ）には、前記非粗化面と前記熱可塑性樹脂部材との界面に発生する剥離の前記粗化面側への進展を抑制するための凹凸処理が施されていることを特徴とする樹脂成形体。

Images