半導体装置
【課題】モールド樹脂のクラックの発生および剥離を防止できる半導体装置を提供する。
【解決手段】プリント基板１１と、プリント基板に搭載された磁性体１２と、磁性体の側面周囲からプリント基板の表面に至る部分に形成された応力緩和樹脂層１４と、プリント基板、磁性体および応力緩和樹脂層の上に接着された樹脂強化層３１と、樹脂強化層を覆うように形成された樹脂封止体１５を備えている。
【解決手段】プリント基板１１と、プリント基板に搭載された磁性体１２と、磁性体の側面周囲からプリント基板の表面に至る部分に形成された応力緩和樹脂層１４と、プリント基板、磁性体および応力緩和樹脂層の上に接着された樹脂強化層３１と、樹脂強化層を覆うように形成された樹脂封止体１５を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をモールド樹脂で封止することによりモジュール化した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モジュール化された半導体装置として、特許文献１は、半導体パッケージを開示している。この半導体パッケージは、ガラスエポキシ樹脂などからなるプリント基板上に形成されたダイパターンにＩＣチップを固着し、リードパターンとＩＣチップとをワイヤで接続した後に、ＩＣチップおよびワイヤを熱硬化型のエポキシ樹脂からなる封止樹脂で封止する。
【０００３】
さらに、封止樹脂の上面部にプリント基板と略等しい線膨張係数を有するガラスクロスをエポキシ樹脂で固めたガラスエポキシ板を積層し、または、封止樹脂中にガラス繊維からなるガラスクロスを埋設して構成されている。
【０００４】
この構成により、封止樹脂のＩＣチップからの剥離、封止樹脂のクラック、ＩＣチップのアルミニウムの腐食または断線、ワイヤの断線または剥離、ダイボンドの剥離などの発生を防止できる。その結果、信頼性に優れた半導体パッケージを得ることができる。
【０００５】
また、特許文献２は、第１の基板と、第１の基板に搭載されたコア（磁性体）と、第１の基板およびコアを被覆する樹脂封止体を備え、樹脂封止体内部で樹脂封止体がコアに与える応力を減少するために、さらに、コアの側面周囲から第１の基板に渡って配設された硬化型応力緩和材を備えた電子回路装置を開示している。この電子回路装置によれば、磁性体に発生する応力を減少させることができ、かつ薄型化および小型化を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２４３６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４１０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２は、特許文献２に示されている電子回路装置の特徴的な部分を簡略化して示す断面図である。この電子回路装置は、図示しない一次巻線および二次巻線が形成されたプリント基板１１の一部をフェライトコア１２で挟み込む構造のトランス１３を、図示しない他のプリント基板に形成された開口に嵌め込み、フェライトコア１２の側面周囲からプリント基板１１の表面に至る部分に硬化型応力緩和材としてのラバー１４を設けている。
【０００８】
これらプリント基板１１、ラバー１４およびフェライトコア１２を樹脂封止体としてのモールド樹脂１５で封止し、１つの電源モジュールとして構築されている。ラバー１４は、モールド樹脂１５がフェライトコア１２に与える応力を減少させるように作用する。
【０００９】
ところで、モールド樹脂１５とラバー１４の界面Ｂにおける接着力が弱く、また、モールド樹脂１５の熱膨張係数とフェライトコア１２の熱膨張係数が大きく異なるため、モールド樹脂１５とフェライトコア１２の界面Ａに生じる応力も大きい。
【００１０】
このため、フェライトコア１２の上部のモールド樹脂１５に厚さのバラツキがあると、界面Ａおよび界面Ｂに剥離が発生し、その結果、モールド樹脂１５に、例えばモールド樹脂内部の部品の角のような応力集中箇所を起点とするクラック２０が発生する。
【００１１】
また、特許文献１に開示された技術では、モールド樹脂による封止後に、モールド樹脂の厚さが薄い部分でクラックが発生し易く、モールド樹脂内部の部品の角を起点とするクラックの発生を防止できない。また、このクラックによりモールド樹脂の内部が露出するためにモールド樹脂の剥離が促進される。
【００１２】
本発明の課題は、モールド樹脂のクラックの発生および剥離を防止できる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明は、プリント基板と、プリント基板に搭載された磁性体と、磁性体の側面周囲から前記プリント基板の表面に至る部分に形成された応力緩和樹脂層と、プリント基板、磁性体および応力緩和樹脂層の上に接着された樹脂強化層と、樹脂強化層を覆うように形成された樹脂封止体を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、磁性体への応力緩和を目的とした応力緩和樹脂層とモールド樹脂との間にモールド樹脂のクラックを防止するための樹脂強化層を設けたので、モールド樹脂のクラックの発生および剥離を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の特徴的な部分を簡略化して示す断面図である。
【図２】従来の半導体装置を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係る半導体装置の特徴的な部分を簡略化して示す断面図である。本発明は、主にモジュール製品に適用することができ、図１は、モジュール製品として提供されるＤＣ−ＤＣコンバータの構造のうちのトランスの周辺の断面を示している。
【００１８】
なお、図２に示した従来の電子回路装置と同一または相当する部分には、図２で使用した符号と同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００１９】
また、図１、図２の下側は、上側と対称な形状が省略されている。
【００２０】
この半導体装置は、図２に示した従来の電子回路装置の磁性体としてのフェライトコア１２とモールド樹脂１５との界面Ａ、応力緩和樹脂層としてのラバー１４とモールド樹脂１５との界面Ｂおよびプリント基板１１とモールド樹脂１５との界面Ｃの上に樹脂強化層３１を接着したことを特徴とする。
【００２１】
この樹脂強化層３１の接着によって樹脂強化層３１で覆われたプリント基板１１、ラバー１４およびフェライトコア１２を、樹脂強化層３１の上から樹脂封止体としてのモールド樹脂１５でさらに覆って封止し、１つの電源モジュールとして構築されている。
【００２２】
この構造により、フェライトコア１２と樹脂強化層３１との界面Ａ’、ラバー１４と樹脂強化層３１との界面Ｂ’、プリント基板１１と樹脂強化層３１との界面Ｃ’および樹脂強化層３１とモールド樹脂１５との界面Ｄが形成される。
【００２３】
樹脂強化層３１としては、ガラスクロス、または、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを使用できる。なお、ガラスクロスを用いる場合は、ガラスクロス自体は接着性を有しないので、接着剤が使用される。このプリプレグを樹脂強化層３１として使用することにより、モールド樹脂１５とプリント基板１１との熱膨張係数をバランスさせることができる。
【００２４】
また、プリプレグは、モールド樹脂１５との接着力が界面Ａ’および界面Ｂ’に較べて大きく、ガラスクロスは、縦横に繊維が編まれているため引き裂きの力に強い。
【００２５】
さらに、シート状の樹脂強化層３１でフェライトコア１２、ラバー１４およびプリント基板１１を覆うことにより、モールド樹脂１５の形状に顕著な凹凸部分（角）がなくなるため応力を分散させることができる。これらの複合効果により、結果としてモールド樹脂１５のクラックの発生を防ぐことができる。
【００２６】
すなわち、樹脂強化層３１が、モールド樹脂１５およびプリント基板１１と同程度の熱膨張係数を有し、モールド樹脂１５との接着力が少なくとも界面Ａおよび界面Ｂより大きく、モールド樹脂１５が引き裂かれる力に抗い、また、モールド樹脂１５の形状として顕著な応力集中箇所を作らないという条件を満たせば、モールド樹脂１５にクラックは発生しない。
【００２７】
この実施例１に係る半導体装置によれば、フェライトコア１２への応力緩和を目的としたラバー１４とモールド樹脂１５との間に樹脂強化層３１を設けたので、モールド樹脂１５のクラックの発生および剥離を防止することができる。
【００２８】
また、樹脂強化層３１を設けることにより、界面Ａ、ＢおよびＣの断面形状が角張ったクランク形状から緩やかなＳ字形状に変わるので、クラックが発生する起点となる角を無くすることができる。その結果、クラックの発生を防止することができる。
【００２９】
なお、ラバー１４は、次の手順で設けることができる。すなわち、ラバー１４を予めフェライトコア１２の側面周囲からプリント基板１１の表面に至る部分に設けるのではなくて、樹脂強化層３１をフェライトコア１２とプリント基板１１に貼り付けた後に、フェライトコア１２の側面周囲からプリント基板１１の表面に至る部分に形成される空間にラバー１４を充填するように構成することもできる。
【００３０】
また、樹脂強化層３１は、フェライトコア１２の上面積より大きければよく、少なくともフェライトコア１２のエッジ周辺に設けるだけであってもよい。
【００３１】
また、樹脂強化層３１は図示していない下側に設けても、両側に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、種々の電子部品をモールド樹脂で覆ってモジュール化する半導体装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１ プリント基板
１２ フェライトコア
１３ トランス
１４ ラバー
１５ モールド樹脂
２０ クラック
３１ 樹脂強化層
Ａ，Ｂ，Ｃ 界面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をモールド樹脂で封止することによりモジュール化した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モジュール化された半導体装置として、特許文献１は、半導体パッケージを開示している。この半導体パッケージは、ガラスエポキシ樹脂などからなるプリント基板上に形成されたダイパターンにＩＣチップを固着し、リードパターンとＩＣチップとをワイヤで接続した後に、ＩＣチップおよびワイヤを熱硬化型のエポキシ樹脂からなる封止樹脂で封止する。
【０００３】
さらに、封止樹脂の上面部にプリント基板と略等しい線膨張係数を有するガラスクロスをエポキシ樹脂で固めたガラスエポキシ板を積層し、または、封止樹脂中にガラス繊維からなるガラスクロスを埋設して構成されている。
【０００４】
この構成により、封止樹脂のＩＣチップからの剥離、封止樹脂のクラック、ＩＣチップのアルミニウムの腐食または断線、ワイヤの断線または剥離、ダイボンドの剥離などの発生を防止できる。その結果、信頼性に優れた半導体パッケージを得ることができる。
【０００５】
また、特許文献２は、第１の基板と、第１の基板に搭載されたコア（磁性体）と、第１の基板およびコアを被覆する樹脂封止体を備え、樹脂封止体内部で樹脂封止体がコアに与える応力を減少するために、さらに、コアの側面周囲から第１の基板に渡って配設された硬化型応力緩和材を備えた電子回路装置を開示している。この電子回路装置によれば、磁性体に発生する応力を減少させることができ、かつ薄型化および小型化を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２４３６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４１０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２は、特許文献２に示されている電子回路装置の特徴的な部分を簡略化して示す断面図である。この電子回路装置は、図示しない一次巻線および二次巻線が形成されたプリント基板１１の一部をフェライトコア１２で挟み込む構造のトランス１３を、図示しない他のプリント基板に形成された開口に嵌め込み、フェライトコア１２の側面周囲からプリント基板１１の表面に至る部分に硬化型応力緩和材としてのラバー１４を設けている。
【０００８】
これらプリント基板１１、ラバー１４およびフェライトコア１２を樹脂封止体としてのモールド樹脂１５で封止し、１つの電源モジュールとして構築されている。ラバー１４は、モールド樹脂１５がフェライトコア１２に与える応力を減少させるように作用する。
【０００９】
ところで、モールド樹脂１５とラバー１４の界面Ｂにおける接着力が弱く、また、モールド樹脂１５の熱膨張係数とフェライトコア１２の熱膨張係数が大きく異なるため、モールド樹脂１５とフェライトコア１２の界面Ａに生じる応力も大きい。
【００１０】
このため、フェライトコア１２の上部のモールド樹脂１５に厚さのバラツキがあると、界面Ａおよび界面Ｂに剥離が発生し、その結果、モールド樹脂１５に、例えばモールド樹脂内部の部品の角のような応力集中箇所を起点とするクラック２０が発生する。
【００１１】
また、特許文献１に開示された技術では、モールド樹脂による封止後に、モールド樹脂の厚さが薄い部分でクラックが発生し易く、モールド樹脂内部の部品の角を起点とするクラックの発生を防止できない。また、このクラックによりモールド樹脂の内部が露出するためにモールド樹脂の剥離が促進される。
【００１２】
本発明の課題は、モールド樹脂のクラックの発生および剥離を防止できる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明は、プリント基板と、プリント基板に搭載された磁性体と、磁性体の側面周囲から前記プリント基板の表面に至る部分に形成された応力緩和樹脂層と、プリント基板、磁性体および応力緩和樹脂層の上に接着された樹脂強化層と、樹脂強化層を覆うように形成された樹脂封止体を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、磁性体への応力緩和を目的とした応力緩和樹脂層とモールド樹脂との間にモールド樹脂のクラックを防止するための樹脂強化層を設けたので、モールド樹脂のクラックの発生および剥離を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の特徴的な部分を簡略化して示す断面図である。
【図２】従来の半導体装置を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係る半導体装置の特徴的な部分を簡略化して示す断面図である。本発明は、主にモジュール製品に適用することができ、図１は、モジュール製品として提供されるＤＣ−ＤＣコンバータの構造のうちのトランスの周辺の断面を示している。
【００１８】
なお、図２に示した従来の電子回路装置と同一または相当する部分には、図２で使用した符号と同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００１９】
また、図１、図２の下側は、上側と対称な形状が省略されている。
【００２０】
この半導体装置は、図２に示した従来の電子回路装置の磁性体としてのフェライトコア１２とモールド樹脂１５との界面Ａ、応力緩和樹脂層としてのラバー１４とモールド樹脂１５との界面Ｂおよびプリント基板１１とモールド樹脂１５との界面Ｃの上に樹脂強化層３１を接着したことを特徴とする。
【００２１】
この樹脂強化層３１の接着によって樹脂強化層３１で覆われたプリント基板１１、ラバー１４およびフェライトコア１２を、樹脂強化層３１の上から樹脂封止体としてのモールド樹脂１５でさらに覆って封止し、１つの電源モジュールとして構築されている。
【００２２】
この構造により、フェライトコア１２と樹脂強化層３１との界面Ａ’、ラバー１４と樹脂強化層３１との界面Ｂ’、プリント基板１１と樹脂強化層３１との界面Ｃ’および樹脂強化層３１とモールド樹脂１５との界面Ｄが形成される。
【００２３】
樹脂強化層３１としては、ガラスクロス、または、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを使用できる。なお、ガラスクロスを用いる場合は、ガラスクロス自体は接着性を有しないので、接着剤が使用される。このプリプレグを樹脂強化層３１として使用することにより、モールド樹脂１５とプリント基板１１との熱膨張係数をバランスさせることができる。
【００２４】
また、プリプレグは、モールド樹脂１５との接着力が界面Ａ’および界面Ｂ’に較べて大きく、ガラスクロスは、縦横に繊維が編まれているため引き裂きの力に強い。
【００２５】
さらに、シート状の樹脂強化層３１でフェライトコア１２、ラバー１４およびプリント基板１１を覆うことにより、モールド樹脂１５の形状に顕著な凹凸部分（角）がなくなるため応力を分散させることができる。これらの複合効果により、結果としてモールド樹脂１５のクラックの発生を防ぐことができる。
【００２６】
すなわち、樹脂強化層３１が、モールド樹脂１５およびプリント基板１１と同程度の熱膨張係数を有し、モールド樹脂１５との接着力が少なくとも界面Ａおよび界面Ｂより大きく、モールド樹脂１５が引き裂かれる力に抗い、また、モールド樹脂１５の形状として顕著な応力集中箇所を作らないという条件を満たせば、モールド樹脂１５にクラックは発生しない。
【００２７】
この実施例１に係る半導体装置によれば、フェライトコア１２への応力緩和を目的としたラバー１４とモールド樹脂１５との間に樹脂強化層３１を設けたので、モールド樹脂１５のクラックの発生および剥離を防止することができる。
【００２８】
また、樹脂強化層３１を設けることにより、界面Ａ、ＢおよびＣの断面形状が角張ったクランク形状から緩やかなＳ字形状に変わるので、クラックが発生する起点となる角を無くすることができる。その結果、クラックの発生を防止することができる。
【００２９】
なお、ラバー１４は、次の手順で設けることができる。すなわち、ラバー１４を予めフェライトコア１２の側面周囲からプリント基板１１の表面に至る部分に設けるのではなくて、樹脂強化層３１をフェライトコア１２とプリント基板１１に貼り付けた後に、フェライトコア１２の側面周囲からプリント基板１１の表面に至る部分に形成される空間にラバー１４を充填するように構成することもできる。
【００３０】
また、樹脂強化層３１は、フェライトコア１２の上面積より大きければよく、少なくともフェライトコア１２のエッジ周辺に設けるだけであってもよい。
【００３１】
また、樹脂強化層３１は図示していない下側に設けても、両側に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、種々の電子部品をモールド樹脂で覆ってモジュール化する半導体装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１ プリント基板
１２ フェライトコア
１３ トランス
１４ ラバー
１５ モールド樹脂
２０ クラック
３１ 樹脂強化層
Ａ，Ｂ，Ｃ 界面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板に搭載された磁性体と、
前記磁性体の側面周囲から前記プリント基板の表面に至る部分に形成された応力緩和樹脂層と、
前記プリント基板、前記磁性体および前記応力緩和樹脂層の上に接着された樹脂強化層と、
前記樹脂強化層を覆うように形成された樹脂封止体と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記樹脂強化層は、少なくとも前記磁性体の上面のエッジ周辺に設けられることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記樹脂強化層の断面形状は、緩やかなＳ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記樹脂強化層は、前記樹脂封止体との接着力が、前記磁性体および前記応力緩和樹脂層との接着力より大きい接着性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の半導体装置。
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板に搭載された磁性体と、
前記磁性体の側面周囲から前記プリント基板の表面に至る部分に形成された応力緩和樹脂層と、
前記プリント基板、前記磁性体および前記応力緩和樹脂層の上に接着された樹脂強化層と、
前記樹脂強化層を覆うように形成された樹脂封止体と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記樹脂強化層は、少なくとも前記磁性体の上面のエッジ周辺に設けられることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記樹脂強化層の断面形状は、緩やかなＳ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記樹脂強化層は、前記樹脂封止体との接着力が、前記磁性体および前記応力緩和樹脂層との接着力より大きい接着性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２４４０８４（Ｐ２０１２−２４４０８４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５４５２（Ｐ２０１１−１１５４５２）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]