特許第6444451号(P6444451)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6444451
(24)【登録日】2018年12月7日
(45)【発行日】2018年12月26日
(54)【発明の名称】インサート樹脂成形品
(51)【国際特許分類】
   B29C 45/14 20060101AFI20181217BHJP
   B29C 45/26 20060101ALI20181217BHJP
【FI】
   B29C45/14
   B29C45/26
【請求項の数】3
【全頁数】7
(21)【出願番号】特願2017-100744(P2017-100744)
(22)【出願日】2017年5月22日
(65)【公開番号】特開2018-192760(P2018-192760A)
(43)【公開日】2018年12月6日
【審査請求日】2017年5月22日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100122437
【弁理士】
【氏名又は名称】大宅 一宏
(74)【代理人】
【識別番号】100147566
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100161171
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 潤一郎
(72)【発明者】
【氏名】石井 隆一
【審査官】 ▲高▼村 憲司
(56)【参考文献】
【文献】 再公表特許第2014/069406(JP,A1)
【文献】 特開2003−249624(JP,A)
【文献】 特開2012−139016(JP,A)
【文献】 特開2016−051878(JP,A)
【文献】 特開2010−212645(JP,A)
【文献】 特開2001−177005(JP,A)
【文献】 特開2007−331190(JP,A)
【文献】 特開2012−232460(JP,A)
【文献】 特開昭62−128721(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 45/00− 45/24
H01L 25/07
H01L 25/18
H01L 21/56
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
接続配線が超音波溶接によって溶接できる接続端子と、前記接続端子がインサート部材として樹脂によってインサート成形される樹脂成形部と、前記樹脂成形部が固定される金属ベースとを備え、
前記接続端子には、段差部が設けられるととともに、前記樹脂成形部に連通する貫通穴が形成され、
前記樹脂成形部は、前記樹脂が前記段差部および前記貫通穴に充填された接続端子固定部を有するインサート樹脂成形品。
【請求項2】
前記樹脂成形部が前記金属ベースと接する接合面において、前記接続配線が前記接続端子に溶接できる部位の直下に、接着溝が設けられ、
前記接着溝に、前記樹脂成形部を前記金属ベースに接着する接着剤が充填される請求項1に記載のインサート樹脂成形品。
【請求項3】
前記樹脂は、液晶ポリマーである請求項1または2に記載のインサート樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、接続端子がインサート成形されるインサート樹脂成形品に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ワイヤーボンディングが行われるインサート樹脂成形品は、金属ベースに備えられた基板上に半導体素子が搭載される。半導体素子の一部には、基板を覆うように、端子台が配置される。端子台には、複数の接続端子が樹脂成形部にインサート成形されるインサート樹脂成形品が用いられる。
【0003】
半導体素子の外部接続部、および接続端子のパッド部の間には、ワイヤーボンディングによって、接続配線が接続される。ワイヤーボンディングにおいては、接続配線は、超音波振動が印加されることによって、接続される。そのため、接続端子は、樹脂成形部に対して強固に保持されていることが不可欠である。しかしながら、接続端子が、インサート成形された、または圧入されただけの状態では、超音波振動によって接続端子は共振し、超音波溶接を行うことができない場合がある。
【0004】
特許文献1に記載されるインサート成形品では、ワイヤーボンディングが施される部位の直下で、樹脂成形部と接する接続端子の側に、複数の溝が設けられている。複数の溝は、超音波振動の往復振動方向と交差する方向に延ばされている。そのため、この溝および、溝と溝との間の山部分が、樹脂成形部と係合することによって、接続端子は、超音波振動の振動方向に動くことが抑制される。これにより、超音波溶接を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第5629637号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に記載されたインサート樹脂成形品では、接続端子に対する密着力が弱い樹脂が樹脂成形部に用いられる場合、樹脂成形部は、接続端子のパッド部を強固に保持することができない。そのため、パッド部直下の樹脂成形部の振動を抑制することができない。これにより、超音波溶接を行うことができないという課題があった。
【0007】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、接続端子に対する密着力が弱い樹脂が樹脂成形部に用いられる場合においても、超音波溶接を行うことができるインサート樹脂成形品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この発明によるインサート樹脂成形品は、接続配線が超音波溶接によって溶接できる接続端子と、接続端子がインサート部材として樹脂によってインサート成形される樹脂成形部と、樹脂成形部が固定される金属ベースとを備え、接続端子には、段差部が設けられるととともに、樹脂成形部に連通する貫通穴が形成され、樹脂成形部は、樹脂が段差部および貫通穴に充填された接続端子固定部を有する。
【発明の効果】
【0009】
この発明のインサート樹脂成形品によれば、樹脂成形部が上下から接続端子を挟み込むことで、接続端子は固定される。また、接続端子固定部によって、接続端子は、水平方向の動きが、さらに制約される。そのため、印加される超音波振動によって、接続端子が振動することを抑制することができる。
【0010】
これにより、接続端子に対する密着力が弱い樹脂が樹脂成形部に用いられる場合においても、超音波溶接を行うことができるインサート樹脂成形品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の実施の形態1によるインサート樹脂成形品を用いたパッケージの斜視図である。
図2】実施の形態1の端子台において、パッド部の周辺を上面から見た部分拡大図である。
図3図2のIII−III線における断面図である。
図4】実施の形態2におけるインサート樹脂成形品の断面図である。
図5図4における接着溝周辺の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明におけるインサート樹脂成形品の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、同一または相当部分については同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【0013】
実施の形態1.
図1は、実施の形態1におけるインサート樹脂成形品を用いたパッケージの斜視図である。インサート樹脂成形品は、例えば、パワートランジスタを実装するパッケージに用いられる。
半導体素子11を搭載するパッケージ30は、金属製の平板である金属ベース8の上に構成される。金属ベース8の上には、四角形の枠状にインサート樹脂成形品である端子台10が、接着剤によって、金属ベース8に固定されている。金属ベース8上であり、端子台10の内周側には、基板13が設けられている。基板13の上には、半導体素子11がダイボンド材によって固着されている。半導体素子11の上には、出力端子12が、はんだ付けによって、取り付けられている。
【0014】
端子台10の表面において、接続端子1は、半導体素子11の側に、複数のパッド部2として露出している。また、半導体素子11と反対側には、接続端子1は、複数の露出部3として、端子台10の表面に露出している。パッド部2および露出部3の間の接続端子固定部7aは、樹脂としての液晶ポリマーで形成されている。複数のパッド部2および半導体素子11の間には、それぞれ接続配線6が接続されている。接続配線6の接続は、ワイヤーボンディングによって行われる。
【0015】
接続端子1は、アルミニウム合金によって形成されている。接続端子1は、銅、黄銅によって形成されてもよい。接続端子1の表面には、Niめっきが施されている。これにより、半田付け性およびワイヤーボンディング性の向上がはかられる。接続端子1には、中継部1aが、はんだ付けによって固定されている。
【0016】
図2は、図1における端子台10におけるA部の拡大図である。パッド部2の周辺は液晶ポリマーによって形成されており、へら型のパッド部2および四角形の露出部3が設けられている。
【0017】
図3は、図2のIII−III線における断面図である。
端子台10は、接続端子1、樹脂成形部7、および金属ベース8によって構成される。図3に示すように、金属ベース8上に樹脂成形部7が設けられている。樹脂成形部7は、接合面7bにおいて、接着剤によって、金属ベース8に固定されている。樹脂成形部7は、液晶ポリマーによって形成されている。樹脂成形部7の上には、接続端子1が設けられている。接続端子1には、中央部に平坦な段差部4が設けられている。段差部4の中央には、樹脂成形部7に連通する貫通穴5が設けられている。貫通穴5を有する段差部4には、液晶ポリマーが埋め込まれている。液晶ポリマーが段差部4に埋め込まれた接続端子固定部7aは、樹脂成形部7と一体となっている。
【0018】
液晶ポリマーは、耐熱性に優れているが、強度および接続端子1に対する密着力は、一般的な熱可塑性樹脂と比較すると劣っている。しかしながら、接続端子1は、インサート成形時において、水平方向はパッド部2と露出部3、垂直方向は中継部1aを成形金型で保持される。そのため、インサート成形時において、端子台10は変形を防止される。また、液晶ポリマーは、半導体素子11の電流を通電する出力端子12の取付け工程において、はんだ付け温度に耐えることができる。
【0019】
貫通穴5を有する段差部4および樹脂成形部7は、同一の液晶ポリマーを用いられることによって、一体化している。接続端子1は、一体化された段差部4および樹脂成形部7に囲まれることによって、固定される。したがって、パッド部2の保持力が高められる。これにより、ワイヤーボンディングの超音波振動が印加される場合において、パッド部2は振動することなく、安定した超音波溶接を行うことができる。
【0020】
このように、実施の形態1における端子台10は、接続配線6が超音波溶接によって溶接される接続端子1と、接続端子1がインサート部材として液晶ポリマーによってインサート成形される樹脂成形部7と、樹脂成形部7が固定される金属ベース8とを備え、接続端子1には、樹脂成形部7に連通する貫通穴5を有する段差部4が形成され、樹脂成形部7は、液晶ポリマーが段差部4に充填された接続端子固定部7aを有する。
【0021】
液晶ポリマーは、接続端子1に対する密着力が、一般的な熱可塑性樹脂と比較すると劣る。しかしながら、接続端子固定部7aは、貫通穴5を有する段差部4が液晶ポリマーによって充填されており、樹脂成形部7の一部となっている。この樹脂成形部7によって、接続端子1は固定されている。
【0022】
これにより、接続端子に対する密着力が弱い樹脂が樹脂成形部に用いられる場合においても、超音波溶接を行うことができるインサート樹脂成形品を提供することができる。
【0023】
樹脂成形部7に用いられる樹脂は、液晶ポリマーである。液晶ポリマーは耐熱性に優れている。これにより、樹脂成形部7は、半導体素子11の電流を通電する出力端子12の取付け工程において、はんだ付け温度に耐えることができる。
【0024】
実施の形態2.
次に、実施の形態2におけるインサート樹脂成形品について、図4を用いて説明する。実施の形態2においては、樹脂成形部を金属ベースに固定するために、接着溝が設けられている。
【0025】
図4は、実施の形態2におけるインサート樹脂成形品である端子台の断面図である。樹脂成形部7が金属ベース8と接触する接合面7bにおいて、パッド部2の直下に、凹部である接着溝9が設けられている。接着溝9には、接着剤が充填されている。
接着溝9以外の接合面7bにおいて、樹脂成形部7は、金属ベース8に、接着剤によって固定されている。これに加えて、接着溝9に充填された接着剤によって、樹脂成形部7は、金属ベース8に対して、より強固に固定される。
パッド部2は、接続配線6が接続端子1に溶接される部位に相当する。
【0026】
図5は、図4における接着溝9の周辺の拡大図である。接着溝9は、3つの半円柱形の溝が、接続配線6が接続される方向と垂直な方向に延びて、設けられている。
【0027】
接着溝9の長手方向は、接続配線6が接続される方向と垂直な方向に設けられている。すなわち、接着溝9の長手方向は、超音波振動の振動方向と垂直な方向に延ばされている。そのため、接続配線1が超音波振動の振動方向に動くことが抑制される。
【0028】
樹脂成形部7が金属ベース8と接する接合面7bにおいて、接続配線6が溶接されるパッド部2の直下に接着溝9が設けられ、接着溝9に樹脂成形部7を金属ベース8に接着する接着剤が充填されている。これにより、樹脂成形部7は、金属ベース8に対して、接着溝9に充填されている接着剤によって、より強固に固定される。
【0029】
接着溝9の表面は、プラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理によって、接着溝9の表面は改質され、接着力を向上させることができる。これにより、さらに安定した超音波溶接を行うことができる。
接着溝9の断面形状は、半円形に限らず、のこぎり刃形状、三角形、四角形でもよい。
また、接着溝9の本数は、3つに限らず、1つ以上なら良い。
【符号の説明】
【0030】
1 接続端子、2 パッド部(溶接される部位)、4 段差部、5 貫通穴、6 接続配線、7 樹脂成形部、7a 接続端子固定部、7b 接合面、8 金属ベース、9 接着溝、10 端子台(インサート樹脂成形品)。
図1
図2
図3
図4
図5