JPS6160598B2

JPS6160598B2 -

Info

Publication number: JPS6160598B2
Application number: JP49083632A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Mizutani; Junji Akashi; Sanenobu Sonoda
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1974-07-19
Filing date: 1974-07-19
Publication date: 1986-12-22
Also published as: JPS5111571A

Description

【発明の詳細な説明】本考案は電気回路素子のパツケージ方法に関す
るものである。

半導体素子およびIC、LSI等の半導体集積回路
素子、コイル、コンデンサ等の電気回路素子を外
気、並びに外部衝撃から保護すると共に電気的に
絶縁する場合、従来においては、キヤステイング
法、モールデイング法等の手段が汎用されてい
る。

キヤステイング法は、電気回路素子をケース内
にセツトし、該ケース内にキヤステイング用樹脂
を流し込み、加熱により樹脂を硬化させる方法で
あり、モールデイング法は、電気回路素子を成形
用金型内にセツトし、該金型内にモールド用樹脂
を圧入し、次いで加熱により硬化させる方法であ
る。

しかしながら、キヤステイング法においては、
常温で液状の注型用樹脂が使用され、配合、計
量、注型等の作業がやつかいであつて、作業性に
劣るという難点がある。また、素子が樹脂中に完
全に埋設されるため、注型用樹脂の硬化収縮、更
に急激な外部温度変化のために素子に応力が作用
し、素子のリード線が極細線とされる場合は、リ
ード線が破損し易いといつた危険性がある。その
他、ケース内が樹脂で充填されるため、重量が大
きくなり、半導体集積回路素子等、軽量化を一利
点とする素子の特徴が損なわれるといつた難点も
避けられない。

他方、モールデイング法においては、成形に必
要とされる金型、設備等が高価であるといつた製
造コスト上の問題があり、また、樹脂の注入が加
圧下で行なわれるために、上記のリード線損傷の
危険性が特に大であるといつた難点の他、上記と
同様に素子の重量化も避けられない。

上記難点を除去する方法として、本発明者等
は、開口ケース内に電気回路素子を収納し、素子
のリード線引出用孔或いは切欠部を有する蓋板を
上記ケースの開口に当接し、該蓋板上に硬化性樹
脂のペレツトを載置し、而るのち加熱によりペレ
ツトを流動させて、ケースと蓋板周囲との間並び
に蓋板のリード線引出用孔或いは切欠部とリード
線との間を硬化樹脂で封止することを先に案内し
た。この方法によれば、ケース内には空間が残存
され、上記したリード線等の破損の問題が解消さ
れ得ると共に重量の増大も僅少にとどめられ得
る。しかしながら、この方法では、封止に用いる
ペレツトの形状が複雑であるため、製造工程が煩
雑となりペレツトが破損され易いといつた問題が
ある。

本発明に係る電気回路素子のパツケージ方法
は、上記した難点を解消し得るものであり、開口
ケース内に電気回路素子を収納し、該ケースを蓋
板で密閉する場合、上記素子のリード線引出用孔
或いは切欠部を有し、かつ少くとも片面には熱硬
化性の非粘着性樹脂層が熱融着もしくは塗着され
た蓋板を、上記開口ケースの開口部に当接すると
共に蓋板からリード線を導出し、次いで、上記の
樹脂層を加熱して、ケースと蓋板周囲との間並び
に蓋板のリード線引出用孔或いは切欠部とリード
線との間を樹脂層の流動で封止すると共に樹脂層
を硬化させることを特徴とするものである。

上記において、蓋板に予め熱融着もしくは塗着
される熱硬化性の非粘着性樹脂層は、加熱によつ
て流動され得る状態で、かつ緻密性を有している
ものであればよい。例えば、硬化性樹脂粉末を蓋
板上にＡ状態乃至はＢ状態で熱融着したもの、硬
化性樹脂塗料を蓋板上にＡ状態乃至はＢ状態で塗
着したもの、或いはマイクロカプセルに封入した
硬化剤と樹脂との混合物を蓋板上に塗着したもの
等が用いられる。勿論、蓋板上の樹脂層は、蓋板
セツト時の作業性から、また加熱時に適度の流動
性を付与せしめる面から、適度に半硬化されてい
ることが望ましい。かくすることにより、蓋板と
ケース、並びに蓋板と素子リード線とは、樹脂層
が緻密化されているために、ボイドの発生を伴う
ことなしに、気密に封止され得る。勿論、ケース
と素子との間に空間が残存されるので、既述した
キヤステイング法、モールデイグ法等における素
子の樹脂熱応力による損傷並びに素子の重量化等
の問題は必然的に解消され得る。

以下、図面により本発明を説明する。

第１図はモノミリツクICのキヤビテイパツケ
ージについての実施例であり、まず、リードフレ
ーム１にIC素子２がダイボンドされ、素子２と
リード３，３とが細線４，４でボンデングされた
のち、これらが樹脂製、例えばエポキシ樹脂製の
ケース５内に収納される。６はリード引出用孔６
１，６１…を有する絶縁体基板６２，例えばエポ
キシ樹脂製板の上面に未硬化の封着用熱硬化性樹
脂層６３を塗着すると共に裏面にリードフレーム
１のプレート部を固着するに必要な未硬化の封着
用熱硬化性樹脂層６４を塗着した蓋板であり、上
記ケース５の開口に当接され、該蓋板６のリード
引出用孔６１からフレーム１のリード３，３…が
導出される。蓋板６の当接後は、恒温槽に投入さ
れ、樹脂層６３が加熱されて、樹脂層６３の流動
により、蓋板６とケース並びに蓋板６のリード引
出用孔６１とリード３とが封止され、かつ樹脂層
６３が硬化される。同時に蓋板６とリードフレー
ム１のプレートとが樹脂層６４により一体化され
る。かくして得られたパツケージにおいては、ボ
インデイング細線４，４は空間７に曝され、上記
の加熱時に、他から熱応力を受けるようなことは
ないので、細線４，４の断線は確実に防止され得
る。上記において、加熱温度はIC素子２の耐熱
性を考慮して普通120℃〜160℃に選定され、樹脂
層６３，６４にはこの温度下で滴下することのな
い適度の流動性を呈するものが使用される。この
樹脂層６３，６４には、例えば、平均分子量300
〜7000のビスフエノールＡのジ・グリンジル、エ
ーテル系エポキシ樹脂、あるいは、これらの樹脂
にノボラツク系エポキシ樹脂を添加した樹脂混合
物に、ジアミノフエニルスホン、ジアミノ、ジフ
エニールメタン等の芳香族ジアミンの１種もしく
はそれ以上からなる硬化剤を、エポキシ基に対
し、通常0.8〜1.5当量添加し、さらにその他必要
に応じて添加剤を配合したものが用いられる。

第２図はハイブリツドICのキヤビテイパツケ
ージの実施例であり、ハイブリツド基板２′は充
分な機械的強度を有するので、蓋基板６２′の上
面のみに樹脂層６３′が熱融着もしくは塗着さ
れ、蓋基板６２′裏面には樹脂層は熱融着もしく
は塗着されていない。また、蓋板６′のリード線
３′，３′に対する引出部は、切欠構造６１′にさ
れている。その他、ケース５′の構造、樹脂層６
３′の材質並びに加熱処理については、第１図の
実施例と同じである。尤も、放熱効果が要求され
る場合は、蓋基板６２′に絶縁酸化被膜を形成し
たアルミニウムを用い、かつ樹脂層６３には、高
熱伝導性のエポキシ系配合物を用い、しかも樹脂
層６３′をハイブリツド基板２′側に向けて蓋板
６′を当接する等、適宜の形態で実施される。

第３図は金属ケース５″内にコンデンサ素子
２″を絶縁油２１″を介して収容し、しかも下部リ
ード線３１″はケース下部から通常の方式により
引出した場合のケース上部の密閉に関する実施例
であり、絶縁体蓋基板６２″、例えばセラミツク
製蓋基板の樹脂層６３″が、100〜120℃の温度の
加熱下で流動されて、基板６″とケース５″上部並
びに蓋板６″のリード線引出孔６１″と上部リード
線３２″とが封止される。この樹脂層６３″として
は、例えば脂環族系エポキシ樹脂に、三弗化ホウ
酸、モノエチルアミンコンプレツクスを硬化剤と
して配合されたものが使用される。

第４図はリレー用コイルのキヤビテイパツケー
ジについての実施例であり、まずケース５内に
リレー用コイルのコイル部２が収納され、次い
で、蓋板６がケース５の開口に当接されると
共に蓋板６のリード線引出用孔６１からコイ
ルのリード線３，３が導出される。この蓋板
６には、少くとも片面に半硬化性樹脂層６３
が熱融着もしくは塗着されており、蓋板６は樹
脂層６３面を裏面としてケース５の開口に当
接される。これらのケース５並びに蓋板６は
図に示すように、蓋板６が下方に位置されて恒
温槽中に収容され、かつ約0.1〜４Kg／cm²の荷重
により加圧された状態で、100〜120℃の温度で約
10〜30分間放置される。この加熱により、樹脂層
６３は流動されて、蓋板６とリード線３並
びに蓋板６とケース５とが封止されると共に
樹脂層６３が硬化される。この場合、樹脂層６
３には、平均分子量300〜7000のビスフエノー
ルＡのグリンジルエーテル系エポキシ樹脂あるい
はこれらの樹脂にノポラツク系エポキシ樹脂を添
化した樹脂混合物に、硬化剤成分として、低温度
硬化を目的としてイミダゾール誘導体を使用した
ものを用いることが好ましい。またケース５に
は、金属ケース、表面に酸化絶縁被膜を形成した
金属ケース或いはプラスチツク製ケース、セラミ
ツク等の無機材質ケースが用いられ、蓋基板６２
には、表面に酸化絶縁被膜を形成した金属板、
プラスチツク板、無機材質板等が用いられる。

本発明に係る電気回路素子のパツケージ方法
は、上述した通り、開口ケースを密閉するための
蓋板に、予め熱硬化性の非粘着性樹脂層を熱融着
もしくは塗着し、開口ケースに素子を収納後、該
ケースの開口部に上記蓋板を当接し、而るのち
に、加熱により樹脂層を流動させて、蓋板とケー
ス、素子のリード線と蓋板のリード線引出孔とを
封止するものであり、樹脂層は予め緻密に被覆さ
れ得、加熱流動によつてもその緻密性は充分に保
持され得るので、ボイドの発生を伴うことなく、
極めて気密な封止が可能となる。現に、ヘリウム
リークテストによれば、封止直後の気密性は１×
10^-8torrl／sec以下であり、−65℃，30分〜150
℃，30分を１サイクルとする30サイクルヒートサ
イクル後の気密性は１×10^-7torrl／sec以下であ
る。

その他、樹脂層は蓋板に予め熱融着もしくは塗
着されているので封止時に、封止剤を塗着、散布
する等のめんどうさもなく作業性に秀れている。
勿論、キヤビテイパツケージ方式であるため、モ
ールデイング法、キヤステイング法等により樹脂
熱膨張による素子の損傷、重量化の問題もない。
さらに本発明において用いる蓋板を構成する熱硬
化性の非粘着性樹脂層は、エポキシ樹脂製板等の
絶縁体基板に熱融着もしくは塗着されている（即
ち一旦溶融状態を径て後形成されている）ので、
粉末状エポキシ樹脂を単に加圧成形してタブレツ
ト状としたものに比して該層自身が機械的に非常
に強固であると共に絶縁体基板との密着にもすぐ
れているので取扱い時に割れたり欠けたりする等
の損傷はない。また非粘着性樹脂層は、粉末状エ
ポキシ樹脂を単に加圧成形したものではなく、熱
融着もしくは塗着されたものであるため、電気回
路素子の封止時の封止作業性にすぐれるという特
徴を有する。

なお、上述の説明においては、樹脂層にはエポ
キシ樹脂が使用されているが、フエノール樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂も使用
し得ることは勿論である。また、樹脂等の加熱時
に、ケース内の空気が熱膨脹することに対する対
策も、加熱温度に応じて適宜に施される。例え
ば、ケースに空気抜き孔を設け、最終的にこの孔
を通常の方法により封止する。特に、第４図の場
合は、蓋板６のリード線引出口孔６１，６１
，…の一箇にパイプを接続し、最終的に該パイ
プとリード線とを通常の方法により封止する等の
手段が用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明の各種実施例を示
すための説明図である。図において、２，２′，２″，２は電気回路素
子、３，３′，３２″，３はリード線、６，
６′，６″，６は蓋板、６１，６１′，６１″，６
１はリード線引出用孔或いは切欠部、６３，６
３′，６３″，６３は熱硬化性の非粘着性樹脂層
である。

Claims

【特許請求の範囲】

１開口ケース内に電気回路素子を収納し、該ケ
ースを蓋板で密閉する場合、上記素子のリード線
引出用孔或いは切欠部を有し、かつ少なくとも片
面には熱硬化性の非粘着性樹脂層が熱融着もしく
は塗着された蓋板を、上記開口ケースの開口部に
当接すると共に蓋板からリード線を導出し、次い
で、上記の樹脂層を加熱して、ケースと蓋板周囲
との間、並びに蓋板のリード線引出用孔或いは切
欠部とリード線との間を樹脂層の流動で封止する
と共に樹脂層を硬化させることを特徴とする電気
回路素子のパツケージ方法。