JPH10303341A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
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- JPH10303341A JPH10303341A JP10935597A JP10935597A JPH10303341A JP H10303341 A JPH10303341 A JP H10303341A JP 10935597 A JP10935597 A JP 10935597A JP 10935597 A JP10935597 A JP 10935597A JP H10303341 A JPH10303341 A JP H10303341A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】回路パターンの応力によるダメージ等を緩和す
ることができる樹脂封止型半導体装置を提供する。 【解決手段】金属フレーム１の上には接着剤２，４を介
して回路基板３，５が接合されている。回路基板３にお
ける金属フレーム１との対向面に回路パターン９，１０
が形成されている。回路基板３，５，金属フレーム１，
リードフレーム７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，ボンディグワ
イヤは封止樹脂１７にてモールドされている。接着剤
２，４はエポキシ系の樹脂を用いており、ヤング率が
０．２ｋｇ／ｍｍ2 〜１５０ｋｇ／ｍｍ2 である。
ることができる樹脂封止型半導体装置を提供する。 【解決手段】金属フレーム１の上には接着剤２，４を介
して回路基板３，５が接合されている。回路基板３にお
ける金属フレーム１との対向面に回路パターン９，１０
が形成されている。回路基板３，５，金属フレーム１，
リードフレーム７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，ボンディグワ
イヤは封止樹脂１７にてモールドされている。接着剤
２，４はエポキシ系の樹脂を用いており、ヤング率が
０．２ｋｇ／ｍｍ2 〜１５０ｋｇ／ｍｍ2 である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂封止型半導
体装置に関するものである。
体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９に示す樹脂封止型半導体装置があ
る。この装置は、金属フレーム５０の上に接着剤５１を
介して回路基板５２が配置され、回路基板５２における
金属フレーム５０との対向面には回路パターン５３が形
成され、回路基板５２および金属フレーム５０が封止樹
脂５４にてモールドされている。つまり、回路基板５２
の表面には例えば印刷法により回路パターン５３が形成
されており、この回路基板５２を金属フレーム５０上に
接着剤５１を用いて固定し、更に樹脂５４で封止してい
る。
る。この装置は、金属フレーム５０の上に接着剤５１を
介して回路基板５２が配置され、回路基板５２における
金属フレーム５０との対向面には回路パターン５３が形
成され、回路基板５２および金属フレーム５０が封止樹
脂５４にてモールドされている。つまり、回路基板５２
の表面には例えば印刷法により回路パターン５３が形成
されており、この回路基板５２を金属フレーム５０上に
接着剤５１を用いて固定し、更に樹脂５４で封止してい
る。
【０００３】この構造物においては回路パターン５３の
応力による破壊を防ぎ信頼性を確保することが要望され
ている。特に、固定する金属フレーム５０にＣｕ（銅）
を用い、回路基板５２をセラミック製とした場合、その
接着剤５１に接するように配置された回路パターン５３
は熱が加わった際に構造物の熱膨張率差により過大なる
熱応力を受けるので、この熱応力から回路パターン５３
を保護する必要がある。
応力による破壊を防ぎ信頼性を確保することが要望され
ている。特に、固定する金属フレーム５０にＣｕ（銅）
を用い、回路基板５２をセラミック製とした場合、その
接着剤５１に接するように配置された回路パターン５３
は熱が加わった際に構造物の熱膨張率差により過大なる
熱応力を受けるので、この熱応力から回路パターン５３
を保護する必要がある。
【０００４】より詳しく説明すると、図９に示す状態か
ら温度変化により図１０に示すように、金属フレーム５
０と回路基板５２とが伸長し、かつ、金属フレーム５０
の方が回路基板５２よりも大きく伸長した場合におい
て、接着剤５１および回路パターン５３は金属フレーム
５０と回路基板５２との熱膨張率の差により過大なる熱
応力を受ける。
ら温度変化により図１０に示すように、金属フレーム５
０と回路基板５２とが伸長し、かつ、金属フレーム５０
の方が回路基板５２よりも大きく伸長した場合におい
て、接着剤５１および回路パターン５３は金属フレーム
５０と回路基板５２との熱膨張率の差により過大なる熱
応力を受ける。
【０００５】なお、これを回避するための一手法とし
て、応力緩和樹脂層を予め回路パターン５３上に形成す
る方法があるが、上記構造体では必ずしも十分とは言え
ない。
て、応力緩和樹脂層を予め回路パターン５３上に形成す
る方法があるが、上記構造体では必ずしも十分とは言え
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、回路パターンの応力によるダメージ等を緩和する
ことができる樹脂封止型半導体装置を提供することにあ
る。
的は、回路パターンの応力によるダメージ等を緩和する
ことができる樹脂封止型半導体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】請求項１に記載の発明
は、金属フレームと回路基板との間に配置される接着剤
のヤング率を、１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下としたことを特
徴している。
は、金属フレームと回路基板との間に配置される接着剤
のヤング率を、１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下としたことを特
徴している。
【０００８】この構成を採用することにより、温度変化
により金属フレームの熱膨張率と回路基板の熱膨張率の
差により回路パターンに対して応力が加わろうとする
が、接着剤のヤング率を１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下として
いるので、回路パターンに対する応力が緩和される。そ
の結果、回路パターンへのダメージ等を緩和することが
できる。
により金属フレームの熱膨張率と回路基板の熱膨張率の
差により回路パターンに対して応力が加わろうとする
が、接着剤のヤング率を１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下として
いるので、回路パターンに対する応力が緩和される。そ
の結果、回路パターンへのダメージ等を緩和することが
できる。
【０００９】ここで、請求項２に記載のように、前記接
着剤のヤング率を０．２ｋｇ／ｍｍ 2 以上、１５０ｋｇ
／ｍｍ2 以下とすると、実用上好ましいものとなる。ま
た、請求項３に記載のように、前記接着剤における封止
樹脂との密着力を、０．４ｋｇ／ｍｍ2 以上とすると、
実用上好ましいものとなる。
着剤のヤング率を０．２ｋｇ／ｍｍ 2 以上、１５０ｋｇ
／ｍｍ2 以下とすると、実用上好ましいものとなる。ま
た、請求項３に記載のように、前記接着剤における封止
樹脂との密着力を、０．４ｋｇ／ｍｍ2 以上とすると、
実用上好ましいものとなる。
【００１０】請求項４に記載の発明は、金属フレームと
回路基板との間に配置される接着剤での母材の中にバル
クヤング率低減手段を設けたことを特徴している。この
構成を採用することにより、温度変化により金属フレー
ムの熱膨張率と回路基板の熱膨張率の差により回路パタ
ーンに対して応力が加わろうとするが、接着剤での母材
の中に配置されているバルクヤング率低減手段にて回路
パターンに対する応力が緩和される。その結果、回路パ
ターンへのダメージ等を緩和することができる。
回路基板との間に配置される接着剤での母材の中にバル
クヤング率低減手段を設けたことを特徴している。この
構成を採用することにより、温度変化により金属フレー
ムの熱膨張率と回路基板の熱膨張率の差により回路パタ
ーンに対して応力が加わろうとするが、接着剤での母材
の中に配置されているバルクヤング率低減手段にて回路
パターンに対する応力が緩和される。その結果、回路パ
ターンへのダメージ等を緩和することができる。
【００１１】ここで、請求項５に記載のように、前記バ
ルクヤング率低減手段を、前記金属フレームの熱膨張率
と前記回路基板の熱膨張率との間の熱膨張率を有する材
料よりなる添加材とすると、実用上好ましいものとな
る。
ルクヤング率低減手段を、前記金属フレームの熱膨張率
と前記回路基板の熱膨張率との間の熱膨張率を有する材
料よりなる添加材とすると、実用上好ましいものとな
る。
【００１２】請求項６に記載のように、前記添加材は、
薄板としてもよい。さらに、請求項７に記載のように、
前記バルクヤング率低減手段を、母材の中に散在させた
気泡とすると、実用上好ましいものとなる。
薄板としてもよい。さらに、請求項７に記載のように、
前記バルクヤング率低減手段を、母材の中に散在させた
気泡とすると、実用上好ましいものとなる。
【００１３】
（第１の実施の形態）以下、この発明を具体化した第１
の実施の形態を図面に従って説明する。
の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】図１には、本実施の形態における樹脂封止
型半導体装置の平面図を示し、図２には図１のII−II断
面図を示す。Ｃｕ製金属フレーム１の上には接着剤２を
介してセラミック製回路基板３が接合されるとともに接
着剤４を介して回路基板５が接合され、混成集積回路装
置となっている。接着剤２，４はエポキシ系の樹脂を用
いており、一般的に用いられるエポキシ接着剤はヤング
率が２８０〜４００ｋｇ／ｍｍ2 程度であるが、本実施
形態においては、接着剤２，４のヤング率が０．２〜１
５０ｋｇ／ｍｍ2 となっている。このように、接着剤
２，４は軟エポシキ材を用い、かつ、ヤング率を０．２
ｋｇ／ｍｍ2 以上、１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下とし、低ヤ
ング率化している。より具体的には、主剤としてダイマ
ー酸変性ジグリシジルエステル、硬化剤としてジアミノ
ジフェニルメタン、可とう性付与剤としてポリプロピレ
ングリコールを用い、ヤング率３ｋｇ／ｍｍ2 を達成し
ている。
型半導体装置の平面図を示し、図２には図１のII−II断
面図を示す。Ｃｕ製金属フレーム１の上には接着剤２を
介してセラミック製回路基板３が接合されるとともに接
着剤４を介して回路基板５が接合され、混成集積回路装
置となっている。接着剤２，４はエポキシ系の樹脂を用
いており、一般的に用いられるエポキシ接着剤はヤング
率が２８０〜４００ｋｇ／ｍｍ2 程度であるが、本実施
形態においては、接着剤２，４のヤング率が０．２〜１
５０ｋｇ／ｍｍ2 となっている。このように、接着剤
２，４は軟エポシキ材を用い、かつ、ヤング率を０．２
ｋｇ／ｍｍ2 以上、１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下とし、低ヤ
ング率化している。より具体的には、主剤としてダイマ
ー酸変性ジグリシジルエステル、硬化剤としてジアミノ
ジフェニルメタン、可とう性付与剤としてポリプロピレ
ングリコールを用い、ヤング率３ｋｇ／ｍｍ2 を達成し
ている。
【００１５】回路基板３と回路基板５とはボンディング
ワイヤ６にて電気的に接続されている。また、回路基板
３とリード端子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとはボンディン
グワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄにて電気的に接続され
ている。図３に示すように、回路基板３における金属フ
レーム１との対向面には、例えば回路パターン９，１０
が形成されている。即ち、図４に示すように回路基板３
における金属フレーム１との対向面においては導電パタ
ーン１１，１２が延設され、両方の導電パターン１１，
１２の間には厚膜抵抗パターン１３が配置されている。
また、回路基板３における金属フレーム１との対向面に
おいては導電パターン１４，１５が延設され、両方の導
電パターン１４，１５の間には厚膜抵抗パターン１６が
配置されている。
ワイヤ６にて電気的に接続されている。また、回路基板
３とリード端子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとはボンディン
グワイヤ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄにて電気的に接続され
ている。図３に示すように、回路基板３における金属フ
レーム１との対向面には、例えば回路パターン９，１０
が形成されている。即ち、図４に示すように回路基板３
における金属フレーム１との対向面においては導電パタ
ーン１１，１２が延設され、両方の導電パターン１１，
１２の間には厚膜抵抗パターン１３が配置されている。
また、回路基板３における金属フレーム１との対向面に
おいては導電パターン１４，１５が延設され、両方の導
電パターン１４，１５の間には厚膜抵抗パターン１６が
配置されている。
【００１６】さらに、図１，２に示すように、回路基板
３，５，金属フレーム１，リード端子７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄ，ボンディングワイヤ６，８ａ〜８ｄは封止樹
脂１７にてモールドされている。ここで、図２に示すよ
うに、金属フレーム１の下方での封止樹脂１７の厚さｔ
１は薄くなっており、ヒートシンクの機能を有してい
る。つまり、回路基板３，５に形成された回路は通電を
伴う駆動により発熱し、その熱は回路基板３，５から下
方の金属フレーム１側に伝播し、金属フレーム１の下方
での薄い封止樹脂１７を通して大気に放熱される。
３，５，金属フレーム１，リード端子７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄ，ボンディングワイヤ６，８ａ〜８ｄは封止樹
脂１７にてモールドされている。ここで、図２に示すよ
うに、金属フレーム１の下方での封止樹脂１７の厚さｔ
１は薄くなっており、ヒートシンクの機能を有してい
る。つまり、回路基板３，５に形成された回路は通電を
伴う駆動により発熱し、その熱は回路基板３，５から下
方の金属フレーム１側に伝播し、金属フレーム１の下方
での薄い封止樹脂１７を通して大気に放熱される。
【００１７】なお、封止樹脂１７にてモールドされる領
域は、回路基板３，５において全部、金属フレーム１に
おいて全部または一部である。製造の際には、図５に示
すように所定の形状を有するリードフレーム２０を用意
し、その上に回路基板３，５を配置するとともにワイヤ
６，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄにてボンディングする。引
き続き、封止樹脂１７にてモールドし、リードフレーム
２０の所定位置Ｃ１，Ｃ２をカットする。その結果、図
１，２に示す樹脂封止型半導体装置を得る。
域は、回路基板３，５において全部、金属フレーム１に
おいて全部または一部である。製造の際には、図５に示
すように所定の形状を有するリードフレーム２０を用意
し、その上に回路基板３，５を配置するとともにワイヤ
６，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄにてボンディングする。引
き続き、封止樹脂１７にてモールドし、リードフレーム
２０の所定位置Ｃ１，Ｃ２をカットする。その結果、図
１，２に示す樹脂封止型半導体装置を得る。
【００１８】図１，２のモールド封止構造において、接
着剤２，４は回路基板３，５の固着に加えて封止樹脂１
７との密着性もその構造物の応力状態に関与する。つま
り、接着剤２，４は封止樹脂１７との界面が密着した方
がよい。図３において接着剤２（４）と封止樹脂１７と
の界面部ａにおいて、接着剤２（４）での封止樹脂１７
との密着力は０．４ｋｇ／ｍｍ2 以上となっている。
着剤２，４は回路基板３，５の固着に加えて封止樹脂１
７との密着性もその構造物の応力状態に関与する。つま
り、接着剤２，４は封止樹脂１７との界面が密着した方
がよい。図３において接着剤２（４）と封止樹脂１７と
の界面部ａにおいて、接着剤２（４）での封止樹脂１７
との密着力は０．４ｋｇ／ｍｍ2 以上となっている。
【００１９】図６には エポキシ系接着剤２，４のヤン
グ率と回路パターン９，１０に加わる剪断応力の測定結
果を示す。つまり、図９に示すように、Ｃｕ製金属フレ
ーム５０の上に接着剤５１を介してセラミック製回路基
板５２が配置されている場合において、温度変化により
例えば図１０に示すように、金属フレーム５０と回路基
板５２とが伸長し、かつ、金属フレーム５０の方が回路
基板５２よりも大きく伸長した際に、接着剤５１には剪
断応力Ｆが加わる。この時の接着剤５１のヤング率と剪
断応力Ｆとの関係を図６に示す。
グ率と回路パターン９，１０に加わる剪断応力の測定結
果を示す。つまり、図９に示すように、Ｃｕ製金属フレ
ーム５０の上に接着剤５１を介してセラミック製回路基
板５２が配置されている場合において、温度変化により
例えば図１０に示すように、金属フレーム５０と回路基
板５２とが伸長し、かつ、金属フレーム５０の方が回路
基板５２よりも大きく伸長した際に、接着剤５１には剪
断応力Ｆが加わる。この時の接着剤５１のヤング率と剪
断応力Ｆとの関係を図６に示す。
【００２０】図６において、接着剤のヤング率が４００
ｋｇ／ｍｍ2 の場合には剪断応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2
であったが、接着剤のヤング率を１５０ｋｇ／ｍｍ2 以
下とすることにより、剪断応力を厚膜破壊限界値の１．
０ｋｇ／ｍｍ2 以下とすることができる。また、接着剤
のヤング率の下限は、回路基板３，５の加工組付時の工
程を考慮すると、０．２ｋｇ／ｍｍ2 以上とする必要が
ある。
ｋｇ／ｍｍ2 の場合には剪断応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2
であったが、接着剤のヤング率を１５０ｋｇ／ｍｍ2 以
下とすることにより、剪断応力を厚膜破壊限界値の１．
０ｋｇ／ｍｍ2 以下とすることができる。また、接着剤
のヤング率の下限は、回路基板３，５の加工組付時の工
程を考慮すると、０．２ｋｇ／ｍｍ2 以上とする必要が
ある。
【００２１】このように本実施の形態は下記の特徴を有
する。 （イ）金属フレーム１と回路基板３，５との間に配置さ
れる接着剤２，４のヤング率を、１５０ｋｇ／ｍｍ2 以
下としたので、温度変化により金属フレーム１の熱膨張
率と回路基板３，５の熱膨張率の差により回路パターン
９，１０に対して応力が加わろうとするが、接着剤２，
４のヤング率が１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下となっているの
で、回路パターン９，１０に対する応力が緩和される。
よって、回路パターン９，１０へのダメージを緩和して
回路の信頼性を確保できる。 （ロ）接着剤２，４のヤング率を０．２ｋｇ／ｍｍ2 以
上、１５０ｋｇ／ｍｍ2以下とすると、前述したように
実用上好ましいものとなる。 （ハ）接着剤２，４における封止樹脂１７との密着力
を、０．４ｋｇ／ｍｍ2 以上とすると、実用上好ましい
ものとなる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
する。 （イ）金属フレーム１と回路基板３，５との間に配置さ
れる接着剤２，４のヤング率を、１５０ｋｇ／ｍｍ2 以
下としたので、温度変化により金属フレーム１の熱膨張
率と回路基板３，５の熱膨張率の差により回路パターン
９，１０に対して応力が加わろうとするが、接着剤２，
４のヤング率が１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下となっているの
で、回路パターン９，１０に対する応力が緩和される。
よって、回路パターン９，１０へのダメージを緩和して
回路の信頼性を確保できる。 （ロ）接着剤２，４のヤング率を０．２ｋｇ／ｍｍ2 以
上、１５０ｋｇ／ｍｍ2以下とすると、前述したように
実用上好ましいものとなる。 （ハ）接着剤２，４における封止樹脂１７との密着力
を、０．４ｋｇ／ｍｍ2 以上とすると、実用上好ましい
ものとなる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００２２】図７には、第１の実施の形態の図３に代わ
る本実施の形態における樹脂封止型半導体装置（混成集
積回路装置）を示す。図７において図３と同様の構成を
なす部材については同一の符号を付すことによりその説
明は省略する。
る本実施の形態における樹脂封止型半導体装置（混成集
積回路装置）を示す。図７において図３と同様の構成を
なす部材については同一の符号を付すことによりその説
明は省略する。
【００２３】図７において、接着剤２，４は、母材とし
てのエポキシ樹脂３０の中にバルクヤング率低減手段と
しての薄板３１が添加されている。バルクヤング率低減
用薄板３１は、金属フレーム１の熱膨張率と回路基板
３，５の熱膨張率との間の熱膨張率を有する材料よりな
る添加材である。具体的には、セラミック製回路基板
３，５およびＣｕ製金属フレーム１を用いた場合には、
セラミック板の熱膨張率が７ｐｐｍ／℃であり、Ｃｕ板
の熱膨張率が１７ｐｐｍ／℃であるので、その中間熱膨
張率をもつＦｅ製薄板（熱膨張率；１１ｐｐｍ／℃）を
バルクヤング率低減用薄板３１として用いる。または、
セラミック製回路基板３，５と同一材料のセラミック製
薄板をバルクヤング率低減用薄板３１として用いる。あ
るいは、軟樹脂製薄板をその低ヤング率によりバルクヤ
ング率を下げる目的でバルクヤング率低減用薄板３１と
して用いる。
てのエポキシ樹脂３０の中にバルクヤング率低減手段と
しての薄板３１が添加されている。バルクヤング率低減
用薄板３１は、金属フレーム１の熱膨張率と回路基板
３，５の熱膨張率との間の熱膨張率を有する材料よりな
る添加材である。具体的には、セラミック製回路基板
３，５およびＣｕ製金属フレーム１を用いた場合には、
セラミック板の熱膨張率が７ｐｐｍ／℃であり、Ｃｕ板
の熱膨張率が１７ｐｐｍ／℃であるので、その中間熱膨
張率をもつＦｅ製薄板（熱膨張率；１１ｐｐｍ／℃）を
バルクヤング率低減用薄板３１として用いる。または、
セラミック製回路基板３，５と同一材料のセラミック製
薄板をバルクヤング率低減用薄板３１として用いる。あ
るいは、軟樹脂製薄板をその低ヤング率によりバルクヤ
ング率を下げる目的でバルクヤング率低減用薄板３１と
して用いる。
【００２４】このようにして、接着剤２，４の全体のヤ
ング率であるバルクヤング率を、エポキシ樹脂３０の中
に薄板３１を添加することにより低減し、回路パターン
９，１０に加わる応力を低減して応力緩和を図ってい
る。即ち、マクロ的にみた場合の接着剤のヤング率（バ
ルクヤング率）の低減を、薄板３１の添加により実現し
ている。
ング率であるバルクヤング率を、エポキシ樹脂３０の中
に薄板３１を添加することにより低減し、回路パターン
９，１０に加わる応力を低減して応力緩和を図ってい
る。即ち、マクロ的にみた場合の接着剤のヤング率（バ
ルクヤング率）の低減を、薄板３１の添加により実現し
ている。
【００２５】例えば、薄板３１としてＦｅ板を用いた場
合には、Ｆｅ板は熱膨張率α＝１１ｐｐｍ、ヤング率Ｅ
＝２１６１０ｋｇ／ｍｍ2 であるので、Ｆｅ板を接着剤
中に添加しない場合には図６での接着剤のヤング率が４
００ｋｇ／ｍｍ2 であり剪断応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2
であるが、Ｆｅ板を接着剤中に添加することにより、剪
断応力を０．７ｋｇ／ｍｍ2 （図６でのＡ点）にするこ
とができ、厚膜破壊限界値の１．０ｋｇ／ｍｍ2 以下と
することができる。
合には、Ｆｅ板は熱膨張率α＝１１ｐｐｍ、ヤング率Ｅ
＝２１６１０ｋｇ／ｍｍ2 であるので、Ｆｅ板を接着剤
中に添加しない場合には図６での接着剤のヤング率が４
００ｋｇ／ｍｍ2 であり剪断応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2
であるが、Ｆｅ板を接着剤中に添加することにより、剪
断応力を０．７ｋｇ／ｍｍ2 （図６でのＡ点）にするこ
とができ、厚膜破壊限界値の１．０ｋｇ／ｍｍ2 以下と
することができる。
【００２６】また、薄板３１としてアルミナセラミック
板を用いた場合には、セラミック板は熱膨張率α＝７ｐ
ｐｍ、ヤング率Ｅ＝３１６００ｋｇ／ｍｍ2 であるの
で、セラミック板を接着剤中に添加しない場合には図６
での接着剤のヤング率が４００ｋｇ／ｍｍ2 であり剪断
応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2 であるが、セラミック板を接
着剤中に添加することにより、剪断応力を０．２ｋｇ／
ｍｍ2 （図６でのＢ点）にすることができ、厚膜破壊限
界値の１．０ｋｇ／ｍｍ2 以下とすることができる。
板を用いた場合には、セラミック板は熱膨張率α＝７ｐ
ｐｍ、ヤング率Ｅ＝３１６００ｋｇ／ｍｍ2 であるの
で、セラミック板を接着剤中に添加しない場合には図６
での接着剤のヤング率が４００ｋｇ／ｍｍ2 であり剪断
応力が１．５ｋｇ／ｍｍ2 であるが、セラミック板を接
着剤中に添加することにより、剪断応力を０．２ｋｇ／
ｍｍ2 （図６でのＢ点）にすることができ、厚膜破壊限
界値の１．０ｋｇ／ｍｍ2 以下とすることができる。
【００２７】このように本実施の形態は、下記の特徴を
有する。 （イ）接着剤２，４での母材であるエポキシ樹脂３０の
中にバルクヤング率低減手段としての薄板３１を添加し
たので、温度変化により金属フレーム１の熱膨張率と回
路基板３，５の熱膨張率の差により回路パターン９，１
０に対して応力が加わろうとするが、接着剤２，４での
母材の中に配置されている薄板３１にてバルクヤング率
が低減されており、回路パターン９，１０に対する応力
が緩和される。よって、回路パターン９，１０へのダメ
ージを緩和して回路の信頼性を確保できる。 （ロ）特に、バルクヤング率低減手段として、金属フレ
ーム１の熱膨張率と回路基板３，５の熱膨張率との間の
熱膨張率を有する材料よりなる添加材としての薄板３１
を用いると、実用上好ましいものとなる。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を、第２
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
有する。 （イ）接着剤２，４での母材であるエポキシ樹脂３０の
中にバルクヤング率低減手段としての薄板３１を添加し
たので、温度変化により金属フレーム１の熱膨張率と回
路基板３，５の熱膨張率の差により回路パターン９，１
０に対して応力が加わろうとするが、接着剤２，４での
母材の中に配置されている薄板３１にてバルクヤング率
が低減されており、回路パターン９，１０に対する応力
が緩和される。よって、回路パターン９，１０へのダメ
ージを緩和して回路の信頼性を確保できる。 （ロ）特に、バルクヤング率低減手段として、金属フレ
ーム１の熱膨張率と回路基板３，５の熱膨張率との間の
熱膨張率を有する材料よりなる添加材としての薄板３１
を用いると、実用上好ましいものとなる。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を、第２
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００２８】図８には、図７に代わる本実施の形態にお
ける樹脂封止型半導体装置（混成集積回路装置）を示
す。図８において図３と同様の構成をなす部材について
は同一の符号を付すことによりその説明は省略する。
ける樹脂封止型半導体装置（混成集積回路装置）を示
す。図８において図３と同様の構成をなす部材について
は同一の符号を付すことによりその説明は省略する。
【００２９】図８において、接着剤２，４は、母材とし
てのエポキシ樹脂４０の中にバルクヤング率低減手段と
しての気泡４１を散在させたものを用いている。具体的
には、エポキシ樹脂に中空球フィラー（マイクロカプセ
ル）を混入したものを用いている。中空球フィラーはそ
の直径が２０〜８０μｍ程度の微粒体であり、液状のエ
ポキシ樹脂と適量の中空球フィラーとを混合させて接着
剤として用いる。中空球フィラーとしては、例えば、日
本フィライト社製ＤＵ−８０を用いる。
てのエポキシ樹脂４０の中にバルクヤング率低減手段と
しての気泡４１を散在させたものを用いている。具体的
には、エポキシ樹脂に中空球フィラー（マイクロカプセ
ル）を混入したものを用いている。中空球フィラーはそ
の直径が２０〜８０μｍ程度の微粒体であり、液状のエ
ポキシ樹脂と適量の中空球フィラーとを混合させて接着
剤として用いる。中空球フィラーとしては、例えば、日
本フィライト社製ＤＵ−８０を用いる。
【００３０】このようにして、接着剤２，４の全体のヤ
ング率であるバルクヤング率を、エポキシ樹脂４０の中
に気泡４１を散在することにより低減し、回路パターン
９，１０に加わる応力を低減して応力緩和を図ってい
る。
ング率であるバルクヤング率を、エポキシ樹脂４０の中
に気泡４１を散在することにより低減し、回路パターン
９，１０に加わる応力を低減して応力緩和を図ってい
る。
【００３１】このように本実施の形態は、下記の特徴を
有する。 （イ）金属フレーム１と回路基板３，５との間に配置さ
れる接着剤２，４におけるバルクヤング率を低減すべ
く、母材であるエポキシ樹脂４０の中に気泡４１を散在
させたので、実用上好ましいものとなる。
有する。 （イ）金属フレーム１と回路基板３，５との間に配置さ
れる接着剤２，４におけるバルクヤング率を低減すべ
く、母材であるエポキシ樹脂４０の中に気泡４１を散在
させたので、実用上好ましいものとなる。
【００３２】尚、上記実施形態ではエポキシ系の接着剤
を用いているが、これに限らず、例えばシリコン系でも
よく、要するにヤング率が１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下であ
ればよい。
を用いているが、これに限らず、例えばシリコン系でも
よく、要するにヤング率が１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下であ
ればよい。
【図１】 実施の形態における樹脂封止型半導体装置の
平面図。
平面図。
【図２】 図１のII−II断面図。
【図３】 樹脂封止型半導体装置の一部拡大断面図。
【図４】 回路基板の表面に形成された回路パターンを
示す平面図。
示す平面図。
【図５】 樹脂封止型半導体装置の製造工程を説明する
ための平面図。
ための平面図。
【図６】 接着剤のヤング率に対する剪断応力の測定結
果を示す図。
果を示す図。
【図７】 第２の実施の形態での樹脂封止型半導体装置
の一部拡大断面図。
の一部拡大断面図。
【図８】 第３の実施の形態での樹脂封止型半導体装置
の一部拡大断面図。
の一部拡大断面図。
【図９】 樹脂封止型半導体装置の断面図。
【図１０】 樹脂封止型半導体装置の断面図。
１…金属フレーム、２…接着剤、３…回路基板、４…接
着剤、５…回路基板、９…回路パターン、１０…回路パ
ターン、１７…封止樹脂、３０…エポキシ樹脂、３１…
薄板、４０…エポキシ樹脂、４１…気泡
着剤、５…回路基板、９…回路パターン、１０…回路パ
ターン、１７…封止樹脂、３０…エポキシ樹脂、３１…
薄板、４０…エポキシ樹脂、４１…気泡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 真二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内
Claims (7)
- 【請求項１】 金属フレームの上に接着剤を介して回路
基板が配置されるとともに、前記回路基板における金属
フレームとの対向面に回路パターンが形成され、さらに
前記回路基板および金属フレームの全部または一部が封
止樹脂にてモールドされた樹脂封止型半導体装置におい
て、 前記接着剤のヤング率を、１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下とし
たことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項２】 前記接着剤のヤング率を、０．２ｋｇ／
ｍｍ2 以上、１５０ｋｇ／ｍｍ2 以下とした請求項１に
記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項３】 前記接着剤における封止樹脂との密着力
が、０．４ｋｇ／ｍｍ2 以上とした請求項１に記載の樹
脂封止型半導体装置。 - 【請求項４】 金属フレームの上に接着剤を介して回路
基板が配置されるとともに、前記回路基板における金属
フレームとの対向面に回路パターンが形成され、さらに
前記回路基板および金属フレームの全部または一部が封
止樹脂にてモールドされた樹脂封止型半導体装置におい
て、 前記接着剤での母材の中にバルクヤング率低減手段を設
けたことを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項５】 前記バルクヤング率低減手段は、前記金
属フレームの熱膨張率と前記回路基板の熱膨張率との間
の熱膨張率を有する材料よりなる添加材である請求項４
に記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項６】 前記添加材は、薄板である請求項５に記
載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項７】 前記バルクヤング率低減手段は、母材の
中に散在させた気泡である請求項４に記載の樹脂封止型
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10935597A JP3845947B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10935597A JP3845947B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303341A true JPH10303341A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3845947B2 JP3845947B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=14508134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10935597A Expired - Lifetime JP3845947B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3845947B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7230320B2 (en) | 2003-02-18 | 2007-06-12 | Hitachi, Ltd. | Electronic circuit device with reduced breaking and cracking |
| US7531852B2 (en) | 2004-06-14 | 2009-05-12 | Denso Corporation | Electronic unit with a substrate where an electronic circuit is fabricated |
| US7843700B2 (en) | 2004-04-14 | 2010-11-30 | Denso Corporation | Semiconductor device |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP10935597A patent/JP3845947B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7230320B2 (en) | 2003-02-18 | 2007-06-12 | Hitachi, Ltd. | Electronic circuit device with reduced breaking and cracking |
| US7843700B2 (en) | 2004-04-14 | 2010-11-30 | Denso Corporation | Semiconductor device |
| US8179688B2 (en) | 2004-04-14 | 2012-05-15 | Denso Corporation | Semiconductor device |
| US7531852B2 (en) | 2004-06-14 | 2009-05-12 | Denso Corporation | Electronic unit with a substrate where an electronic circuit is fabricated |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3845947B2 (ja) | 2006-11-15 |
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