半導体装置
【課題】収容された基板を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現し得る半導体装置を提供する。
【解決手段】金属製の下ケース２０および上ケース３０を組み付けてなる筐体１１の収容空間Ｓ内に回路基板４０が収容されており、この回路基板４０に電気的に接続される複数のリード５２は、環状に対向する下ケース２０の外縁部２２と上ケース３０の外縁部３２との間に塗布される絶縁性の接着剤６１，６２により両外縁部２２，３２に接触することなく保持されている。
【解決手段】金属製の下ケース２０および上ケース３０を組み付けてなる筐体１１の収容空間Ｓ内に回路基板４０が収容されており、この回路基板４０に電気的に接続される複数のリード５２は、環状に対向する下ケース２０の外縁部２２と上ケース３０の外縁部３２との間に塗布される絶縁性の接着剤６１，６２により両外縁部２２，３２に接触することなく保持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装される基板を外部接続端子の一部が外部に導出するように筐体内に収容して構成される半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装される基板を外部接続端子の一部が外部に導出するように筐体内に収容して構成される半導体装置として、例えば、車両に搭載されるハイブリッドＥＣＵ（Electric Control Unit：電子制御ユニット）の大型パッケージが知られており、このハイブリッドＥＣＵは、通常、回路基板をモールド樹脂で封止して構成されている。このような封止構造は、振動・耐湿・放熱性といった車載搭載に要求される性能を併せ持っており、制御対象となる機械機能部品を内部に組込み一体化したモジュール製品へ適用されている。
【０００３】
また、封止構造を有する半導体装置として、下記特許文献１に示す電子装置が知られている。この電子装置は、上面に電子部品が載置される載置部を有した基体と、この基体上に載置部を取り囲むように取着された枠体と、この枠体に接合材を介して接合される蓋体とを具備している。そして、枠体の蓋体が接合される部位と蓋体の枠体が接合される部位との少なくとも一方に、珪素樹脂からなる剥離膜が被着されている。これにより、枠体と蓋体との接合強度を強く維持して電子部品収納用パッケージの内部の密閉度を高くしている。
【０００４】
また、下記特許文献２に開示される集積回路チップのパッケージでは、回路基板をキャリアとして使用し、このキャリアは、チップが固着される底面と、複数の溶接パッドが配設される上面と、収容室とを備えている。また、チップの溶接パッドとキャリアの溶接パッドとは、溶接ワイヤにより接続されおり、この溶接ワイヤとキャリアの溶接パッドとの接合部は、収容室の開口をキャップにて密封するために上面に配設される接着材により、被覆保護されている。
【０００５】
また、下記特許文献３に開示されるメタルパッケージは、半導体素子を収容した金属容器体と、この容器体を気密封止した金属蓋体とを備えている。容器体の側壁部には端子取付穴が設けられており、この端子取付穴に通ずるろう材挿入穴が側壁部の端面から延在するように形成されている。そして、これら端子取付穴およびろう材挿入穴に充填されたろう材によって端子が側壁部に固着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３７２６７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１３９７６号公報
【特許文献３】特開平０９−１８１２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のようなモールド樹脂封止構造の場合、多数の電子部品を基板実装、金属配線した回路基板をモールド樹脂で封止するため、基板単体を取り出すことができず、不良発生時の基板等の解析が非常に困難となる。この問題を解決するために、不良個所が特定できるように検査回路を予め基板等とともに封止することもできるが、搭載スペースやパッケージ信頼性といった別の問題が発生してしまう。また、ガラス封止構造の場合、筐体（ケース）は、抵抗溶接等により封止することができるが、外部接続端子部の耐湿性を確保するため、当該外部接続端子部をガラス封止する必要があり、高コストになってしまうという問題がある。
【０００８】
また、上述した特許文献１に開示される構成では、パッケージが蓋体／枠体／基体の３構造からなっており、組付け工程が多くなり、高コストになることが懸念される。更に基体を前提としており、多層基板を前提としたハイブリッドＥＣＵの回路基板をこの基体として使用する場合、耐衝撃性を確保する為に、厚みを増やす等の処置が必要となり、大型パッケージ構造には適さないという問題がある。また、特許文献２に開示される構成では、多数の電子部品を実装する回路基板をキャリアとして使用する場合、耐衝撃性を確保する為に、厚みを増やす等の処置が必要となり、大型パッケージ構造には適さなさいという問題がある。また、特許文献３に開示される構成では、ガラス封止構造同様に外部接続端子をろう付けする必要があり、高コストになってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、収容された基板を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現し得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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置は、金属製の第１ケース（２０）および第２ケース（３０）を組み付けることで閉塞された収容空間（Ｓ）を構成する筐体（１１）と、前記収容空間内に収容される基板（４０）と、一端が前記基板に電気的に接続され他端が前記筐体外に導出する複数のリード（５２）と、を備える半導体装置（１０，１０ａ〜１０ｅ）であって、前記複数のリードは、環状に対向する前記第１ケースの外縁部（２２）と前記第２ケースの外縁部（３２）との間に塗布される絶縁性の接着剤（６１，６２，６３）により両外縁部に接触することなく保持されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記接着剤は、前記第１ケースの外縁部と前記複数のリードとの間に塗布される第１接着剤（６１）と、前記第２ケースの外縁部と前記複数のリードとの間に塗布される第２接着剤（６２）と、からなり、前記第１接着剤および前記第２接着剤は、前記第１ケースおよび前記第２ケースのうち前記基板が保持されるケースに塗布される一方の接着剤のガラス転移温度が、他方の接着剤のガラス転移温度よりも高く設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の半導体装置において、前記接着剤は、前記第１接着剤および前記第２接着剤に加えて、前記第１接着剤と前記複数のリードとの間と前記第２接着剤と前記複数のリードとの間との双方に介在してこれら両接着剤よりもガラス転移温度が高い第３接着剤（６３）とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記第１ケースの外縁部は、前記接着剤と接触する面（２３ａ）が凹凸状に形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記第２ケースの外縁部は、前記接着剤と接触する面（３３ａ）が凹凸状に形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記第１ケースおよび前記第２ケースの少なくとも一方の外面には、両ケースを分離する際に使用する治具（７３，７３ａ，７３ｂ）と係合可能な係合部（２６，３６）が形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記第１ケースおよび前記第２ケースの少なくとも一方には、前記収容空間と外部とを連通する開口（３４）が形成されるとともに、この開口を覆うように通気性および防水性を有するフィルタ（３５）が設けられることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記収容空間内に収容されて、一側面（５１ａ）に前記基板が接合される平板状の金属フレーム（５１）を備え、前記金属フレームは、その他側面（５１ｂ）にて前記第１ケースおよび前記第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置されることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の半導体装置において、前記金属フレームには、弾性変形可能な連結部（５４ａ）を介して、前記第１ケースの外縁部と前記第２ケースの外縁部との間にて前記複数のリードとともに保持される保持部（５３）が連結されており、前記連結部は、前記保持部が前記両外縁部間に保持された状態で前記金属フレームが前記一方のケースに面接触するときに、弾性変形することで前記金属フレームを前記一方のケースに向けて付勢するように形成されることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の半導体装置において、前記金属フレームが面接触する前記一方のケースと異なる他方のケースには、前記基板を前記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材（３７）が設けられることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記基板は、前記第１ケースおよび前記第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置され、前記基板が面接触する前記一方のケースと異なる他方のケースには、前記基板を前記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材（３８）が設けられることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する各実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、金属製の第１ケースおよび第２ケースを組み付けてなる筐体の収容空間内に基板が収容されており、この基板に電気的に接続される複数のリードは、環状に対向する第１ケースの外縁部と第２ケースの外縁部との間に塗布される絶縁性の接着剤により両外縁部に接触することなく保持されている。
【００２２】
これにより、半導体装置に不良が発生したことからその解析を実施する場合には、両ケースの外縁部間の接着剤による接着箇所からはがして第１ケースと第２ケースとを引き離すように分離することで、基板を破損等させることなく解析可能な状態に露出させることができる。
したがって、収容された基板を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現することができる。
【００２３】
請求項２の発明では、第１ケースの外縁部と複数のリードとの間に塗布される第１接着剤と、第２ケースの外縁部と複数のリードとの間に塗布される第２接着剤とは、第１ケースおよび第２ケースのうち基板が保持されるケースに塗布される一方の接着剤のガラス転移温度が、他方の接着剤のガラス転移温度よりも高く設定される。
【００２４】
これにより、例えば、基板が第１ケースに保持される場合には、第１接着剤のガラス転移温度が、第２接着剤のガラス転移温度よりも高く設定されることとなる。この場合、接着剤の接着力を弱めるために接着箇所を加熱等すると、まず、第２接着剤の接着力が第１接着剤よりも先に弱くなる。そこで、第２接着剤の接着力のみが弱まった接着状態で第１ケースと第２ケースとを引き離すと、各リードが第１ケースの外縁部に接着されて第２ケースの外縁部に１つも接着されない状態で両ケースが分離される。このため、ケース分離時に各リードを介して基板に作用する応力が低減されて、両ケースの分離時における基板の破損等を確実になくすことができる。
【００２５】
請求項３の発明では、接着剤は、上述したガラス転移温度が設定される第１接着剤および第２接着剤に加えて、第１接着剤と複数のリードとの間と第２接着剤と複数のリードとの間との双方に介在してこれら両接着剤よりもガラス転移温度が高い第３接着剤とから構成されている。
【００２６】
このため、基板が第１ケースに保持されることから第１接着剤のガラス転移温度が第２接着剤のガラス転移温度よりも高く設定される場合、接着剤の接着力を弱めるために接着箇所を加熱等すると、まず第２接着剤の接着力が弱くなり、次に第１接着剤の接着力が弱くなり、第３接着剤の接着力は、他の接着剤と比べて長く維持される。そこで、第２接着剤の接着力のみが弱くなった接着状態で第１ケースと第２ケースとを引き離すと、各リードが第３接着剤および第１接着剤を介して第１ケースの外縁部に接着され第２ケースの外縁部に１つも接着されない状態で両ケースが分離される。これにより、ケース分離時に各リードを介して基板に作用する応力がより低減されて、両ケースの分離時における基板の破損等をより確実になくすことができる。
【００２７】
請求項４の発明では、第１ケースの外縁部は、接着剤と接触する面が凹凸状に形成されるため、外縁部に塗布された接着剤の接着面積を広げるために外縁部同士が押圧される際には、この凹凸部に接着剤が流れ込むので、接着剤の外縁部間からのはみ出しを抑制することができる。
【００２８】
請求項５の発明では、第２ケースの外縁部は、接着剤と接触する面が凹凸状に形成されるため、外縁部に塗布された接着剤の接着面積を広げるために外縁部同士が押圧される際には、この凹凸部に接着剤が流れ込むので、接着剤の外縁部間からのはみ出しを抑制することができる。
【００２９】
請求項６の発明では、第１ケースおよび第２ケースの少なくとも一方の外面には、両ケースを分離する際に使用する治具と係合可能な係合部が形成されるため、上記治具を係合部に係合させた状態で当該治具を介して両ケースを引き離すための力を作用させることで、両ケースを容易に分離することができる。
【００３０】
請求項７の発明では、第１ケースおよび第２ケースの少なくとも一方には、収容空間と外部とを連通する開口を覆うように通気性および防水性を有するフィルタが設けられるため、周囲の温度変化による筐体内の内部圧力変動が抑制される。これにより、内部圧力変動に起因する接着箇所の破損等が抑制されて、当該半導体装置の温度変化に対する信頼性を向上させることができる。
【００３１】
請求項８の発明では、一側面に基板が接合される平板状の金属フレームがその他側面にて第１ケースおよび第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置される。これにより、基板にて発生した熱は、金属フレームを介して上記一方のケースに伝熱されて当該一方のケースにて放熱されるので、収容された基板を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現できるだけでなく、当該両ケースに収容される基板の放熱性を向上させることができる。
【００３２】
請求項９の発明では、金属フレームには、弾性変形可能な連結部を介して、両外縁部間にて複数のリードとともに保持される保持部が連結されている。そして、連結部は、保持部が両外縁部間に保持された状態で金属フレームが上記一方のケースに面接触するときに、弾性変形することで金属フレームを当該一方のケースに向けて付勢するように形成されている。このため、弾性変形した連結部により、金属フレームが上記一方のケースに付勢されるので、金属フレームと上記一方のケースとの密着性が高められて、これら金属フレームと一方のケースとの間の伝熱を確実に促進することができる。
【００３３】
請求項１０の発明では、金属フレームが面接触する一方のケースと異なる他方のケースには、金属フレームを一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材が設けられるため、金属フレームと上記一方のケースとの密着性が高められて、これら金属フレームと一方のケースとの間の伝熱を確実に促進することができる。
【００３４】
請求項１１の発明では、基板が面接触する一方のケースと異なる他方のケースには、当該基板を上記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材が設けられるため、基板と上記一方のケースとの密着性が高められて、これら基板と一方のケースとの間の伝熱を確実に促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１の半導体装置から筐体を除きその外形を二点鎖線にて示す平面図である。
【図３】図１の３−３線相当の切断面による断面図である。
【図４】図１の４−４線相当の切断面による断面図である。
【図５】環状接合面に塗布される接着剤の塗布位置を示す説明図である。
【図６】図１の半導体装置の製造工程を示す工程図である。
【図７】図６の製造工程を説明するための説明図である。
【図８】図６の製造工程を説明するための説明図である。
【図９】各リードがタイバーを介してブランケット部に連結された状態を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１１】第３実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第４実施形態に係る半導体装置の要部を示す断面図であり、図１２（Ｂ）は、係合凹部にケース分離用治具の係合片を係合した状態を示す断面図である。
【図１３】第５実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１４】第５実施形態の変形例に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１５】第６実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［第１実施形態］
以下、本発明の半導体装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体装置１０を示す平面図である。図２は、図１の半導体装置１０から筐体１１を除きその外形を二点鎖線にて示す平面図である。図３は、図１の３−３線相当の切断面による断面図である。図４は、図１の４−４線相当の切断面による断面図である。図５は、環状接合面２３，３３に塗布される接着剤６１，６２の塗布位置を示す説明図である。なお、図２では、筐体１１の外形を波線で示す。また、図５では、接着剤６１，６２の塗布位置にハッチングを付して示している。
【００３７】
本第１実施形態に係る半導体装置１０は、例えば、車両に搭載されるハイブリッドＥＣＵの大型パッケージであって、図１〜図３に示すように、複数の電子部品が実装された回路基板４０と、この回路基板４０に電気的に接続される複数のリード５２を有するリードフレーム５０の一部とが、金属製の筐体１１内に収容されて構成されている。
【００３８】
筐体１１は、金属製の下ケース２０および上ケース３０を組み付けることで、回路基板４０等を収容するための閉塞された収容空間Ｓを構成する。下ケース２０は、上方が矩形状に開口するケース本体２１と、この開口の周囲に四角環状に連結する外縁部２２とを備えている。また、上ケース３０は、下方が矩形状に開口するケース本体３１と、この開口の周囲に四角環状に連結する外縁部３２とを備えている。そして、下ケース２０の外縁部２２の上面（以下、環状接合面２３という）と、上ケース３０の外縁部３２の下面（以下、環状接合面３３という）とが、後述する接着剤６１，６２を介して環状に接合（接着）されることで、上記収容空間Ｓが構成される。
【００３９】
また、上ケース３０のケース本体３１の中央には、円形状の開口３４が設けられており、この開口３４を塞ぐように、通気性および防水性を有するフィルタ３５が設けられている。なお、下ケース２０および上ケース３０は、特許請求の範囲に記載の「第１ケース」および「第２ケース」の一例に相当し得る。
【００４０】
回路基板４０は、アルミナ等からなるセラミック層が複数層積層されて構成されるセラミック積層基板であり、リードフレーム５０の中央に設けられる平板状の接合部５１上に接着剤４６を介して接合された状態で、下ケース２０に保持されている。この回路基板４０の表側面４０ａには、ＩＣチップ４１等の発熱素子やコンデンサ４２等の各種電子部品が実装（搭載）されており、Ａｕ（金）線等のボンディングワイヤ４３を介して表側面４０ａ上の所定の配線パターンにそれぞれ接続されている。このように構成される回路基板４０は、対応する各リード５２に対してＡｌ（アルミニウム）線等のボンディングワイヤ４４を介してそれぞれ電気的に接続されている。また、回路基板４０の裏側面４０ｂには、接合部５１等との絶縁を保つため、またキズ等から守るための絶縁保護膜４５が形成されている。
【００４１】
リードフレーム５０は、回路基板４０が一側面５１ａに接合される矩形状の接合部５１と、この接合部５１の周囲に配置されて回路基板４０に電気的に接続される複数のリード５２と、外部固定用の保持部として４つのブランケット部５３とを備えている。各ブランケット部５３は、各リード５２と同一平面上に位置するように配置されて、接合部５１の四隅に連結部５４を介してそれぞれ連結されている。各連結部５４は、各リード５２を後述する第１接着剤６１を介して下ケース２０の環状接合面２３に接着するとき、接合部５１がその他側面５１ｂにて下ケース２０のケース本体２１の底面２１ａに面接触するように、それぞれ形成されている。なお、接合部５１は、特許請求の範囲に記載の「金属フレーム」の一例に相当し得る。
【００４２】
各リード５２は、回路基板４０に電気的に接続される長手方向一端と異なる長手方向他端が、筐体１１の外縁部２２，３２からそれぞれ外方に導出するように配置されている。また、各リード５２は、図３および図５に示すように、長手方向中間部位にて、下面が下ケース２０の環状接合面２３に環状に塗布された第１接着剤６１を介して当該環状接合面２３に接着され、上面が上ケース３０の環状接合面３３に環状に塗布された第２接着剤６２を介して当該環状接合面３３に接着されている。これにより、図４に示すように、各リード５２は、下ケース２０の外縁部２２と上ケース３０の外縁部３２との双方に直接接触することなく、接着剤６１，６２を介して挟持（保持）される。
【００４３】
第１接着剤６１および第２接着剤６２は、絶縁性を有するエポキシ樹脂であって、第１接着剤６１のガラス転移温度を、第２接着剤６２のガラス転移温度よりも高く設定するため、第１接着剤６１として、例えば、住友ベークライトＥＣＲ−９２５０Ｋ（住友ベークライト株式会社製）が採用され、第２接着剤６２として、例えば、住友ベークライトＥＣＲ−９１２５Ｋ（住友ベークライト株式会社製）が採用されている。
【００４４】
次に、本実施形態に係る半導体装置１０の製造工程を、図６〜図９を用いて詳細に説明する。図６は、図１の半導体装置１０の製造工程を示す工程図である。図７（Ａ）〜（Ｄ）および図８（Ｅ）〜（Ｇ）は、図６の製造工程を説明するための断面図である。図９は、各リード５２がタイバー５５を介してブランケット部５３に連結された状態を示す説明図である。
【００４５】
まず、図６の第１工程と図７（Ａ）とに示すように、上述のように構成される下ケース２０および上ケース３０を用意する。次に、図６の第２工程と図７（Ｂ）とに示すように、下ケース２０の外縁部２２の環状接合面２３に接着剤６１を環状に塗布するとともに、上ケース３０の外縁部３２の環状接合面３３に接着剤６２を環状に塗布する（図５参照）。続いて、図６の第３工程と図７（Ｃ）および図９とに示すように、接合部５１と、この接合部５１に各連結部５４を介して連結する４つのブランケット部５３と、各ブランケット部５３にタイバー５５を介して連結する各リード５２とが形成されるリードフレーム５０を用意する。次に、図６の第４工程と図７（Ｄ）とに示すように、上述のように構成される回路基板４０を用意し、この回路基板４０を、その裏側面４０ｂに塗布される絶縁性の接着剤４６を介して、リードフレーム５０の接合部５１上に接合する。
【００４６】
そして、図６の第５工程と図８（Ｅ）とに示すように、各リード５２が環状接合面２３に直接接触することなくその下面にて第１接着剤６１を介して環状接合面２３に接着され、接合部５１が下ケース２０の底面２１ａに面接触するように、回路基板４０が接合されたリードフレーム５０を下ケース２０に組み付ける。このとき、各リード５２は、上記長手方向他端が外縁部２２から外方にそれぞれ延出している。次に、図６の第６工程と図８（Ｆ）とに示すように、下ケース２０を金属配線用治具７１内に載置した状態で、ワイヤボンディングにより、回路基板４０のパッド等と対応するリード５２とをボンディングワイヤ４４を介してそれぞれ電気的に接続する。
【００４７】
続いて、図６の第７工程と図８（Ｇ）とに示すように、各リード５２が環状接合面３３に直接接触することなくその上面にて第２接着剤６２を介して環状接合面３３に接着されるように、上ケース３０を下ケース２０にかぶせる。そして、環状接合面３３および環状接合面２３を、加熱装置７２により上下方向から一定の圧力で押圧した状態で加熱する。この加熱により、接着剤６１，６２が硬化して、各リード５２が環状接合面２３，３３に直接接触することなく接着剤６１，６２を介して挟持された状態で、外縁部２２と外縁部３２とが環状に強固に接合される。このように外縁部２２と外縁部３２とが環状に接合されると、上記収容空間Ｓが構成され、この収容空間Ｓ内に回路基板４０が収容される。その後、両環状接合面２３，３３間から導出する各リード５２を連結するタイバー５５などを切断除去することで、図１に示す半導体装置１０が完成する。
【００４８】
このとき、回路基板４０は、金属製の下ケース２０および上ケース３０により覆われて収容されることとなり、これら両ケース２０，３０が静電シールドとして機能する。このように、金属製の両ケース２０，３０を採用することで、モールド樹脂などにより回路基板４０を封止（密封）する場合と比較して、収容された回路基板４０に対して高いシールド効果を発揮することができる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係る半導体装置１０では、金属製の下ケース２０および上ケース３０を組み付けてなる筐体１１の収容空間Ｓ内に回路基板４０が収容されており、この回路基板４０に電気的に接続される複数のリード５２は、環状に対向する下ケース２０の外縁部２２と上ケース３０の外縁部３２との間に塗布される絶縁性の接着剤６１，６２により両外縁部２２，３２に接触することなく保持されている。
【００５０】
これにより、半導体装置１０に不良が発生したことからその解析を実施する場合には、両ケース２０，３０の外縁部２２，３２間の接着剤６１，６２による接着箇所からはがして上ケース３０と下ケース２０とを引き離すように分離することで、各リード５２は一部損傷する場合があっても、回路基板４０を破損等させることなく解析可能な状態に露出させることができる。
したがって、収容された回路基板４０を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現することができる。
【００５１】
また、上ケース３０の外縁部２２と複数のリード５２の下面との間に塗布される第１接着剤６１と、下ケース２０の外縁部３２と複数のリード５２の上面との間に塗布される第２接着剤６２とは、第１接着剤６１のガラス転移温度が、第２接着剤６２のガラス転移温度よりも高くなるように設定されている。すなわち、回路基板４０が保持される下ケース２０に塗布される第１接着剤６１のガラス転移温度が、第２接着剤６２のガラス転移温度よりも高く設定される。
【００５２】
この場合、両接着剤６１，６２の接着力を弱めるために接着箇所を加熱等すると、まず、第２接着剤６２の接着力が第１接着剤６１よりも先に弱くなる。そこで、第２接着剤６２の接着力のみが弱まった接着状態で下ケース２０と上ケース３０とを引き離すと、各リード５２が下ケース２０の外縁部２２に接着され、上ケース３０の外縁部３２にはリード５２が１つも接着されない状態で両ケース２０，３０が分離される。このため、ケース分離時に各リード５２を介して回路基板４０に作用する応力が低減されて、両ケース２０，３０の分離時における回路基板４０の破損等を確実になくすことができる。
【００５３】
さらに、上ケース３０のケース本体３１には、収容空間Ｓと外部とを連通する開口３４を覆うように通気性および防水性を有するフィルタ３５が設けられるため、周囲の温度変化による筐体１１内の内部圧力変動が抑制される。これにより、内部圧力変動に起因する接着箇所の破損等が抑制されて、当該半導体装置１０の温度変化に対する信頼性を向上させることができる。なお、開口３４およびフィルタ３５は、複数箇所設けられてもよいし、下ケース２０に設けられても、上記効果を奏する。
【００５４】
さらにまた、一側面５１ａに回路基板４０が接合される接合部５１は、その他側面５１ｂにて下ケース２０の底面２１ａに面接触して配置される。これにより、回路基板４０のＩＣチップ４１等にて発生した熱は、接合部５１を介して下ケース２０に伝熱されて当該下ケース２０にて放熱されるので、収容された回路基板４０を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現できるだけでなく、当該両ケース２０，３０に収容される回路基板４０の放熱性を向上させることができる。
［第２実施形態］
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体装置について図１０を参照して説明する。図１０は、第２実施形態に係る半導体装置１０ａの要部を示す拡大断面図である。
本第２実施形態に係る半導体装置１０ａでは、環状接合面２３，３３間の接着剤の塗布状態が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
図１０に示すように、半導体装置１０ａでは、ケース接合用の接着剤として、下ケース２０の環状接合面２３に塗布される第１接着剤６１と、上ケース３０の環状接合面３３に塗布される第２接着剤６２とに加えて、組み付け前の各リード５２の長手方向中間部位に上下方向から塗布される第３接着剤６３とが採用されている。この第３接着剤６３は、ケース２０，３０の組み付け時には、第１接着剤６１と各リード５２の下面との間と、第２接着剤６２と各リード５２の上面との間との双方に介在することとなる。
【００５７】
特に、第３接着剤６３は、ケース分離時の各リード５２と環状接合面２３，３３との分離を容易とするため、第１接着剤６１および第２接着剤６２よりもガラス転移温度が高くなるように設定されており、例えば、絶縁性を有するエポキシ樹脂として、住友ベークライトＥＣＲ−９２４０Ｋ（住友ベークライト株式会社製）が採用されている。
【００５８】
このように、本第２実施形態に係る半導体装置１０ａでは、外縁部２２，３２を接合する接着剤は、上記第１実施形態にて述べた第１接着剤６１および第２接着剤６２に加えて、よりガラス転移温度が高い第３接着剤６３とから構成されている。
【００５９】
このように構成されることで、各接着剤６１〜６３の接着力を弱めるために接着箇所を加熱等すると、まず、第２接着剤６２の接着力が弱くなり、次に、第１接着剤６１の接着力が弱くなり、第３接着剤６３の接着力は、他の接着剤６１，６２と比べて長く維持される。そこで、第２接着剤６２の接着力のみが弱くなった接着状態で下ケース２０と上ケース３０とを引き離すと、各リード５２が第３接着剤６３および第１接着剤６１を介して下ケース２０の外縁部２２に接着され上ケース３０の外縁部３２に１つも接着されない状態で両ケース２０，３０が分離される。これにより、ケース分離時に各リード５２を介して回路基板４０に作用する応力がより低減されて、両ケースの分離時における回路基板４０の破損等をより確実になくすことができる。
【００６０】
なお、本第２実施形態のように３層の接着剤を採用する場合には、コスト低減を図るために、第１接着剤６１および第２接着剤６２として同じ材料、例えば、住友ベークライトＥＣＲ−９２５０Ｋ（住友ベークライト株式会社製）を採用することができる。
【００６１】
なお、本実施形態に係る各接着剤６１〜６３等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００６２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る半導体装置について図１１を参照して説明する。図１１は、第３実施形態に係る半導体装置１０ｂの要部を示す拡大断面図である。
本第３実施形態に係る半導体装置１０ｂでは、環状接合面２３ａ，３３ａの形状が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６３】
図１１に示すように、半導体装置１０ｂでは、上述した下ケース２０および上ケース３０に代えて、下ケース２０ａおよび上ケース３０ａが採用されている。下ケース２０ａの外縁部２２は、第１接着剤６１と接触する環状接合面２３ａが凹凸状に形成されている。また、上ケース３０ａの外縁部３２は、第２接着剤６２と接触する環状接合面３３ａが凹凸状に形成されている。
【００６４】
このように、環状接合面２３ａおよび環状接合面３３ａが凹凸状に形成されるため、外縁部２２，３２に塗布された接着剤６１，６２の接着面積を広げるために外縁部２２，３２同士が押圧される際には、この凹凸部に接着剤６１，６２が流れ込むので、接着剤６１，６２の外縁部２２，３２間からのはみ出しを抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施形態に係る環状接合面２３ａ，３３ａ等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００６６】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る半導体装置について図１２を参照して説明する。図１２（Ａ）は、第４実施形態に係る半導体装置１０ｃの要部を示す拡大断面図であり、図１２（Ｂ）は、係合凹部２６，３６にケース分離用治具７３の係合片７３ａ，７３ｂを係合した状態を示す断面図である。
本第４実施形態に係る半導体装置１０ｃでは、ケース分離用の係合凹部２６，３６が設けられる点が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６７】
図１２（Ａ）に示すように、半導体装置１０ｃでは、上述した下ケース２０および上ケース３０に代えて、下ケース２０ｂおよび上ケース３０ｂが採用されている。下ケース２０ｂのケース本体２１の外面を構成する側面には、内面側に凹む係合凹部２６が複数設けられている。また、上ケース３０ｂのケース本体３１の外面を構成する側面には、内面側に凹む係合凹部３６が複数設けられている。これら係合凹部２６，３６は、両ケース２０ｂ，３０ｂを分離する際に、当該両ケース２０ｂ，３０ｂに対して分離方向（図１２にてα方向）の力を作用させるために使用するケース分離用治具７３の係合片７３ａ，７３ｂが係合可能に形成されている。なお、係合凹部２６および係合凹部３６は、特許請求の範囲に記載の「係合部」の一例に相当し、ケース分離用治具７３は、、特許請求の範囲に記載の「治具」の一例に相当し得る。
【００６８】
そして、ケース分離時には、図１２（Ｂ）に示すように、下ケース２０ｂの係合凹部２６と上ケース３０ｂの係合凹部３６とに係合片７３ａと係合片７３ｂとをそれぞれ係合させた状態で、係合片７３ａおよび係合片７３ｂを分離方向に引き離すことで、ケース分離用治具７３を介して当該両ケース２０ｂ，３０ｂを引き離すための上記分離方向の力を作用させる。
このように、上記分離方向の力を両ケース２０ｂ，３０ｂに対して容易に作用させることができるので、両ケース２０ｂ，３０ｂを容易に分離することができる。
【００６９】
なお、下ケース２０ｂには、内面側に凹む係合凹部２６が形成されることに限らず、ケース分離用治具７３の係合片７３ａが係合可能な係合部が形成されればよい。また、上ケース３０ｂには、内面側に凹む係合凹部３６が形成されることに限らず、ケース分離用治具７３の係合片７３ｂが係合可能な係合部が形成されればよい。
【００７０】
また、ケース分離用の係合凹部２６，３６は、ケース本体２１，３１の外面を構成する側面と異なる部位に設けられてもよい。また、ケース分離用の係合凹部２６，３６は、複数設けられることに限らず、１箇所のみ設けられてもよいし、ケース本体２１，３１の形状によっては下ケース２０と上ケース３０とのどちらか一方に設けられてもよい。
【００７１】
なお、本実施形態に係る係合凹部２６，３６等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００７２】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る半導体装置について図１３を参照して説明する。図１３は、第５実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
本第５実施形態に係る半導体装置１０ｄでは、回路基板４０の放熱性を高めるため、リードフレーム５０に代えてリードフレーム５０ａを採用する点が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７３】
図１３に示すように、リードフレーム５０ａは、リードフレーム５０に対して、接合部５１と各ブランケット部５３とを弾性変形可能な連結部５４ａによりそれぞれ連結するように形成されている。各連結部５４ａは、複数の段差部等が連続して連結することで弾性変形可能に形成されて、各ブランケット部５３が両外縁部２２，３２間に保持された状態で接合部５１が下ケース２０の底面２１ａに面接触するときに、弾性変形することで接合部５１を底面２１ａに向けて付勢するように形成されている。
【００７４】
このため、弾性変形した各連結部５４ａにより、接合部５１が下ケース２０の底面２１ａに付勢されるので、接合部５１と下ケース２０の底面２１ａとの密着性が高められて、これら接合部５１と下ケース２０との間の伝熱を確実に促進することができる。
【００７５】
なお、本実施形態に係る連結部５４ａ等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００７６】
図１４は、第５実施形態の変形例に係る半導体装置１０ｄの要部を示す拡大断面図である。
図１４に示すように、第５実施形態の変形例として、接合部５１が面接触する下ケース２０と異なる他方のケースである上ケース３０には、回路基板４０の表側面４０ａに弾性変形した状態で接触して押圧することで、接合部５１を下ケース２０の底面２１ａに向けて弾性的に押圧する弾性部材としてゴム製のブッシュ３７が複数設けられてもよい。各ブッシュ３７は、上ケース３０のケース本体３１の内面から下方に延出する突起３１ａに組み付けることで、所定の位置にそれぞれ保持されている。
【００７７】
これにより、接合部５１と下ケース２０の底面２１ａとの密着性がさらに高められて、これら接合部５１と下ケース２０との間の伝熱をより確実に促進することができる。なお、接合部５１を下ケース２０の底面２１ａに向けて弾性的に押圧する部材として、ゴム製のブッシュ３７を採用することに限らず、他の材質・形状等からなる弾性的に押圧可能な弾性部材を採用してもよい。
【００７８】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る半導体装置について図１５を参照して説明する。図１３は、第６実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
本第６実施形態に係る半導体装置１０ｅでは、回路基板４０の放熱性を高めるため、リードフレーム５０に代えてリードフレーム５０ｂを採用するとともに弾性部材３８を新たに採用する点が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
図１５に示すように、リードフレーム５０ｂは、中央に設けられる接合部５１ｃが回路基板４０の外縁部に接合してその裏側面４０ｂを露出させるように中抜き状に形成されている。また、接合部５１ｃと各ブランケット部５３とをそれぞれ連結する各連結部５４は、各リード５２を第１接着剤６１を介して下ケース２０の環状接合面２３に接着するとき、接合部５１に接合された回路基板４０がその裏側面４０ｂにて下ケース２０のケース本体２１の底面２１ａに面接触するように、それぞれ形成されている。
【００８０】
また、上ケース３０には、回路基板４０の表側面４０ａに弾性変形した状態で接触して押圧することで、当該回路基板４０の裏側面４０ｂを下ケース２０の底面２１ａに向けて弾性的に押圧する弾性部材としてゴム製のブッシュ３８が複数設けられている。各ブッシュ３８は、上ケース３０のケース本体３１の内面から下方に延出する突起３１ａに組み付けることで、所定の位置にそれぞれ保持されている。
【００８１】
このように構成されることにより、裏側面４０ｂと下ケース２０の底面２１ａとの密着性がさらに高められて、回路基板４０と下ケース２０との間の伝熱をより確実に促進することができる。なお、回路基板４０を下ケース２０の底面２１ａに向けて弾性的に押圧する部材として、ゴム製のブッシュ３８を採用することに限らず、他の材質・形状等からなる弾性的に押圧可能な弾性部材を採用してもよい。
【００８２】
なお、本実施形態に係るブッシュ３８等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００８３】
なお、本発明は上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）上記第１実施形態において、ケース接合用の接着剤として、ガラス転移温度の異なる第１接着剤６１および第２接着剤６２を採用することに限らず、１種類の接着剤、例えば、第１接着剤６１のみを採用してもよい。この構成では、上ケース３０と下ケース２０とを引き離すように分離すると、各リード５２のうち一部が上ケース３０に接着され残部が下ケース２０に接着された状態で分離する場合がある。この場合、各リード５２が一部損傷等しても、回路基板４０に対して分離時の力が直接作用することもないので、回路基板４０を破損等させることなく解析可能な状態に露出させることができる。なお、上記第３〜６実施形態においても同様である。
【００８４】
（２）上記第１実施形態において、回路基板４０にて発生した熱を下ケース２０または上ケース３０に伝熱して放熱するための放熱経路を構成する放熱部材を設けてもよい。下ケース２０および上ケース３０は、金属製であることから、モールド樹脂などにより回路基板４０を封止（密封）する場合と比較して、回路基板４０にて発生した熱を上記放熱部材を介して円滑に放熱することができる。なお、上記第２〜６実施形態においても同様である。
【００８５】
（３）上記第１実施形態において、開口３４およびフィルタ３５は、上ケース３０に設けられることに限らず、下ケース２０に設けられてもよいし、内部圧力変動の影響が小さい場合には廃止してもよい。
【００８６】
（４）上記第１実施形態において、接合部５１の他側面５１ｂと下ケース２０の底面２１ａとの間に、両面５１ｂ，２１ａ間の密着性を高めて伝熱を促進するため、ゲル状部材を充填してもよい。なお、上記第２〜５実施形態においても同様である。また、上記第６実施形態において、回路基板４０の裏側面４０ｂと下ケース２０の底面２１ａとの間に、両面４０ｂ，２１ａ間の密着性を高めて伝熱を促進するため、ゲル状部材を充填してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０，１０ａ〜１０ｅ…半導体装置
１１…筐体
２０，２０ａ，２０ｂ…下ケース（第１ケース）
２２…外縁部
２３，２３ａ…環状接合面
２６…凹部（係合部）
３０，３０ａ，３０ｂ…上ケース（第２ケース）
３２…外縁部
３３，３３ａ…環状接合面
３４…開口
３５…フィルタ
３６…凹部（係合部）
３７，３８…弾性部材
４０…回路基板（基板）
５０，５０ａ，５０ｂ…リードフレーム
５１，５１ｃ…接合部（金属フレーム）
５２…リード
５３…ブランケット部（保持部）
５４，５４ａ…連結部
６１…第１接着剤
６２…第２接着剤
６３…第３接着剤
７３…ケース分離用治具（治具）
Ｓ…収容空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装される基板を外部接続端子の一部が外部に導出するように筐体内に収容して構成される半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装される基板を外部接続端子の一部が外部に導出するように筐体内に収容して構成される半導体装置として、例えば、車両に搭載されるハイブリッドＥＣＵ（Electric Control Unit：電子制御ユニット）の大型パッケージが知られており、このハイブリッドＥＣＵは、通常、回路基板をモールド樹脂で封止して構成されている。このような封止構造は、振動・耐湿・放熱性といった車載搭載に要求される性能を併せ持っており、制御対象となる機械機能部品を内部に組込み一体化したモジュール製品へ適用されている。
【０００３】
また、封止構造を有する半導体装置として、下記特許文献１に示す電子装置が知られている。この電子装置は、上面に電子部品が載置される載置部を有した基体と、この基体上に載置部を取り囲むように取着された枠体と、この枠体に接合材を介して接合される蓋体とを具備している。そして、枠体の蓋体が接合される部位と蓋体の枠体が接合される部位との少なくとも一方に、珪素樹脂からなる剥離膜が被着されている。これにより、枠体と蓋体との接合強度を強く維持して電子部品収納用パッケージの内部の密閉度を高くしている。
【０００４】
また、下記特許文献２に開示される集積回路チップのパッケージでは、回路基板をキャリアとして使用し、このキャリアは、チップが固着される底面と、複数の溶接パッドが配設される上面と、収容室とを備えている。また、チップの溶接パッドとキャリアの溶接パッドとは、溶接ワイヤにより接続されおり、この溶接ワイヤとキャリアの溶接パッドとの接合部は、収容室の開口をキャップにて密封するために上面に配設される接着材により、被覆保護されている。
【０００５】
また、下記特許文献３に開示されるメタルパッケージは、半導体素子を収容した金属容器体と、この容器体を気密封止した金属蓋体とを備えている。容器体の側壁部には端子取付穴が設けられており、この端子取付穴に通ずるろう材挿入穴が側壁部の端面から延在するように形成されている。そして、これら端子取付穴およびろう材挿入穴に充填されたろう材によって端子が側壁部に固着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３７２６７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１３９７６号公報
【特許文献３】特開平０９−１８１２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のようなモールド樹脂封止構造の場合、多数の電子部品を基板実装、金属配線した回路基板をモールド樹脂で封止するため、基板単体を取り出すことができず、不良発生時の基板等の解析が非常に困難となる。この問題を解決するために、不良個所が特定できるように検査回路を予め基板等とともに封止することもできるが、搭載スペースやパッケージ信頼性といった別の問題が発生してしまう。また、ガラス封止構造の場合、筐体（ケース）は、抵抗溶接等により封止することができるが、外部接続端子部の耐湿性を確保するため、当該外部接続端子部をガラス封止する必要があり、高コストになってしまうという問題がある。
【０００８】
また、上述した特許文献１に開示される構成では、パッケージが蓋体／枠体／基体の３構造からなっており、組付け工程が多くなり、高コストになることが懸念される。更に基体を前提としており、多層基板を前提としたハイブリッドＥＣＵの回路基板をこの基体として使用する場合、耐衝撃性を確保する為に、厚みを増やす等の処置が必要となり、大型パッケージ構造には適さないという問題がある。また、特許文献２に開示される構成では、多数の電子部品を実装する回路基板をキャリアとして使用する場合、耐衝撃性を確保する為に、厚みを増やす等の処置が必要となり、大型パッケージ構造には適さなさいという問題がある。また、特許文献３に開示される構成では、ガラス封止構造同様に外部接続端子をろう付けする必要があり、高コストになってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、収容された基板を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現し得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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置は、金属製の第１ケース（２０）および第２ケース（３０）を組み付けることで閉塞された収容空間（Ｓ）を構成する筐体（１１）と、前記収容空間内に収容される基板（４０）と、一端が前記基板に電気的に接続され他端が前記筐体外に導出する複数のリード（５２）と、を備える半導体装置（１０，１０ａ〜１０ｅ）であって、前記複数のリードは、環状に対向する前記第１ケースの外縁部（２２）と前記第２ケースの外縁部（３２）との間に塗布される絶縁性の接着剤（６１，６２，６３）により両外縁部に接触することなく保持されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記接着剤は、前記第１ケースの外縁部と前記複数のリードとの間に塗布される第１接着剤（６１）と、前記第２ケースの外縁部と前記複数のリードとの間に塗布される第２接着剤（６２）と、からなり、前記第１接着剤および前記第２接着剤は、前記第１ケースおよび前記第２ケースのうち前記基板が保持されるケースに塗布される一方の接着剤のガラス転移温度が、他方の接着剤のガラス転移温度よりも高く設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の半導体装置において、前記接着剤は、前記第１接着剤および前記第２接着剤に加えて、前記第１接着剤と前記複数のリードとの間と前記第２接着剤と前記複数のリードとの間との双方に介在してこれら両接着剤よりもガラス転移温度が高い第３接着剤（６３）とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記第１ケースの外縁部は、前記接着剤と接触する面（２３ａ）が凹凸状に形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記第２ケースの外縁部は、前記接着剤と接触する面（３３ａ）が凹凸状に形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記第１ケースおよび前記第２ケースの少なくとも一方の外面には、両ケースを分離する際に使用する治具（７３，７３ａ，７３ｂ）と係合可能な係合部（２６，３６）が形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記第１ケースおよび前記第２ケースの少なくとも一方には、前記収容空間と外部とを連通する開口（３４）が形成されるとともに、この開口を覆うように通気性および防水性を有するフィルタ（３５）が設けられることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記収容空間内に収容されて、一側面（５１ａ）に前記基板が接合される平板状の金属フレーム（５１）を備え、前記金属フレームは、その他側面（５１ｂ）にて前記第１ケースおよび前記第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置されることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の半導体装置において、前記金属フレームには、弾性変形可能な連結部（５４ａ）を介して、前記第１ケースの外縁部と前記第２ケースの外縁部との間にて前記複数のリードとともに保持される保持部（５３）が連結されており、前記連結部は、前記保持部が前記両外縁部間に保持された状態で前記金属フレームが前記一方のケースに面接触するときに、弾性変形することで前記金属フレームを前記一方のケースに向けて付勢するように形成されることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の半導体装置において、前記金属フレームが面接触する前記一方のケースと異なる他方のケースには、前記基板を前記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材（３７）が設けられることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置において、前記基板は、前記第１ケースおよび前記第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置され、前記基板が面接触する前記一方のケースと異なる他方のケースには、前記基板を前記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材（３８）が設けられることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する各実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明では、金属製の第１ケースおよび第２ケースを組み付けてなる筐体の収容空間内に基板が収容されており、この基板に電気的に接続される複数のリードは、環状に対向する第１ケースの外縁部と第２ケースの外縁部との間に塗布される絶縁性の接着剤により両外縁部に接触することなく保持されている。
【００２２】
これにより、半導体装置に不良が発生したことからその解析を実施する場合には、両ケースの外縁部間の接着剤による接着箇所からはがして第１ケースと第２ケースとを引き離すように分離することで、基板を破損等させることなく解析可能な状態に露出させることができる。
したがって、収容された基板を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現することができる。
【００２３】
請求項２の発明では、第１ケースの外縁部と複数のリードとの間に塗布される第１接着剤と、第２ケースの外縁部と複数のリードとの間に塗布される第２接着剤とは、第１ケースおよび第２ケースのうち基板が保持されるケースに塗布される一方の接着剤のガラス転移温度が、他方の接着剤のガラス転移温度よりも高く設定される。
【００２４】
これにより、例えば、基板が第１ケースに保持される場合には、第１接着剤のガラス転移温度が、第２接着剤のガラス転移温度よりも高く設定されることとなる。この場合、接着剤の接着力を弱めるために接着箇所を加熱等すると、まず、第２接着剤の接着力が第１接着剤よりも先に弱くなる。そこで、第２接着剤の接着力のみが弱まった接着状態で第１ケースと第２ケースとを引き離すと、各リードが第１ケースの外縁部に接着されて第２ケースの外縁部に１つも接着されない状態で両ケースが分離される。このため、ケース分離時に各リードを介して基板に作用する応力が低減されて、両ケースの分離時における基板の破損等を確実になくすことができる。
【００２５】
請求項３の発明では、接着剤は、上述したガラス転移温度が設定される第１接着剤および第２接着剤に加えて、第１接着剤と複数のリードとの間と第２接着剤と複数のリードとの間との双方に介在してこれら両接着剤よりもガラス転移温度が高い第３接着剤とから構成されている。
【００２６】
このため、基板が第１ケースに保持されることから第１接着剤のガラス転移温度が第２接着剤のガラス転移温度よりも高く設定される場合、接着剤の接着力を弱めるために接着箇所を加熱等すると、まず第２接着剤の接着力が弱くなり、次に第１接着剤の接着力が弱くなり、第３接着剤の接着力は、他の接着剤と比べて長く維持される。そこで、第２接着剤の接着力のみが弱くなった接着状態で第１ケースと第２ケースとを引き離すと、各リードが第３接着剤および第１接着剤を介して第１ケースの外縁部に接着され第２ケースの外縁部に１つも接着されない状態で両ケースが分離される。これにより、ケース分離時に各リードを介して基板に作用する応力がより低減されて、両ケースの分離時における基板の破損等をより確実になくすことができる。
【００２７】
請求項４の発明では、第１ケースの外縁部は、接着剤と接触する面が凹凸状に形成されるため、外縁部に塗布された接着剤の接着面積を広げるために外縁部同士が押圧される際には、この凹凸部に接着剤が流れ込むので、接着剤の外縁部間からのはみ出しを抑制することができる。
【００２８】
請求項５の発明では、第２ケースの外縁部は、接着剤と接触する面が凹凸状に形成されるため、外縁部に塗布された接着剤の接着面積を広げるために外縁部同士が押圧される際には、この凹凸部に接着剤が流れ込むので、接着剤の外縁部間からのはみ出しを抑制することができる。
【００２９】
請求項６の発明では、第１ケースおよび第２ケースの少なくとも一方の外面には、両ケースを分離する際に使用する治具と係合可能な係合部が形成されるため、上記治具を係合部に係合させた状態で当該治具を介して両ケースを引き離すための力を作用させることで、両ケースを容易に分離することができる。
【００３０】
請求項７の発明では、第１ケースおよび第２ケースの少なくとも一方には、収容空間と外部とを連通する開口を覆うように通気性および防水性を有するフィルタが設けられるため、周囲の温度変化による筐体内の内部圧力変動が抑制される。これにより、内部圧力変動に起因する接着箇所の破損等が抑制されて、当該半導体装置の温度変化に対する信頼性を向上させることができる。
【００３１】
請求項８の発明では、一側面に基板が接合される平板状の金属フレームがその他側面にて第１ケースおよび第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置される。これにより、基板にて発生した熱は、金属フレームを介して上記一方のケースに伝熱されて当該一方のケースにて放熱されるので、収容された基板を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現できるだけでなく、当該両ケースに収容される基板の放熱性を向上させることができる。
【００３２】
請求項９の発明では、金属フレームには、弾性変形可能な連結部を介して、両外縁部間にて複数のリードとともに保持される保持部が連結されている。そして、連結部は、保持部が両外縁部間に保持された状態で金属フレームが上記一方のケースに面接触するときに、弾性変形することで金属フレームを当該一方のケースに向けて付勢するように形成されている。このため、弾性変形した連結部により、金属フレームが上記一方のケースに付勢されるので、金属フレームと上記一方のケースとの密着性が高められて、これら金属フレームと一方のケースとの間の伝熱を確実に促進することができる。
【００３３】
請求項１０の発明では、金属フレームが面接触する一方のケースと異なる他方のケースには、金属フレームを一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材が設けられるため、金属フレームと上記一方のケースとの密着性が高められて、これら金属フレームと一方のケースとの間の伝熱を確実に促進することができる。
【００３４】
請求項１１の発明では、基板が面接触する一方のケースと異なる他方のケースには、当該基板を上記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材が設けられるため、基板と上記一方のケースとの密着性が高められて、これら基板と一方のケースとの間の伝熱を確実に促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１の半導体装置から筐体を除きその外形を二点鎖線にて示す平面図である。
【図３】図１の３−３線相当の切断面による断面図である。
【図４】図１の４−４線相当の切断面による断面図である。
【図５】環状接合面に塗布される接着剤の塗布位置を示す説明図である。
【図６】図１の半導体装置の製造工程を示す工程図である。
【図７】図６の製造工程を説明するための説明図である。
【図８】図６の製造工程を説明するための説明図である。
【図９】各リードがタイバーを介してブランケット部に連結された状態を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１１】第３実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第４実施形態に係る半導体装置の要部を示す断面図であり、図１２（Ｂ）は、係合凹部にケース分離用治具の係合片を係合した状態を示す断面図である。
【図１３】第５実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１４】第５実施形態の変形例に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【図１５】第６実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
［第１実施形態］
以下、本発明の半導体装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体装置１０を示す平面図である。図２は、図１の半導体装置１０から筐体１１を除きその外形を二点鎖線にて示す平面図である。図３は、図１の３−３線相当の切断面による断面図である。図４は、図１の４−４線相当の切断面による断面図である。図５は、環状接合面２３，３３に塗布される接着剤６１，６２の塗布位置を示す説明図である。なお、図２では、筐体１１の外形を波線で示す。また、図５では、接着剤６１，６２の塗布位置にハッチングを付して示している。
【００３７】
本第１実施形態に係る半導体装置１０は、例えば、車両に搭載されるハイブリッドＥＣＵの大型パッケージであって、図１〜図３に示すように、複数の電子部品が実装された回路基板４０と、この回路基板４０に電気的に接続される複数のリード５２を有するリードフレーム５０の一部とが、金属製の筐体１１内に収容されて構成されている。
【００３８】
筐体１１は、金属製の下ケース２０および上ケース３０を組み付けることで、回路基板４０等を収容するための閉塞された収容空間Ｓを構成する。下ケース２０は、上方が矩形状に開口するケース本体２１と、この開口の周囲に四角環状に連結する外縁部２２とを備えている。また、上ケース３０は、下方が矩形状に開口するケース本体３１と、この開口の周囲に四角環状に連結する外縁部３２とを備えている。そして、下ケース２０の外縁部２２の上面（以下、環状接合面２３という）と、上ケース３０の外縁部３２の下面（以下、環状接合面３３という）とが、後述する接着剤６１，６２を介して環状に接合（接着）されることで、上記収容空間Ｓが構成される。
【００３９】
また、上ケース３０のケース本体３１の中央には、円形状の開口３４が設けられており、この開口３４を塞ぐように、通気性および防水性を有するフィルタ３５が設けられている。なお、下ケース２０および上ケース３０は、特許請求の範囲に記載の「第１ケース」および「第２ケース」の一例に相当し得る。
【００４０】
回路基板４０は、アルミナ等からなるセラミック層が複数層積層されて構成されるセラミック積層基板であり、リードフレーム５０の中央に設けられる平板状の接合部５１上に接着剤４６を介して接合された状態で、下ケース２０に保持されている。この回路基板４０の表側面４０ａには、ＩＣチップ４１等の発熱素子やコンデンサ４２等の各種電子部品が実装（搭載）されており、Ａｕ（金）線等のボンディングワイヤ４３を介して表側面４０ａ上の所定の配線パターンにそれぞれ接続されている。このように構成される回路基板４０は、対応する各リード５２に対してＡｌ（アルミニウム）線等のボンディングワイヤ４４を介してそれぞれ電気的に接続されている。また、回路基板４０の裏側面４０ｂには、接合部５１等との絶縁を保つため、またキズ等から守るための絶縁保護膜４５が形成されている。
【００４１】
リードフレーム５０は、回路基板４０が一側面５１ａに接合される矩形状の接合部５１と、この接合部５１の周囲に配置されて回路基板４０に電気的に接続される複数のリード５２と、外部固定用の保持部として４つのブランケット部５３とを備えている。各ブランケット部５３は、各リード５２と同一平面上に位置するように配置されて、接合部５１の四隅に連結部５４を介してそれぞれ連結されている。各連結部５４は、各リード５２を後述する第１接着剤６１を介して下ケース２０の環状接合面２３に接着するとき、接合部５１がその他側面５１ｂにて下ケース２０のケース本体２１の底面２１ａに面接触するように、それぞれ形成されている。なお、接合部５１は、特許請求の範囲に記載の「金属フレーム」の一例に相当し得る。
【００４２】
各リード５２は、回路基板４０に電気的に接続される長手方向一端と異なる長手方向他端が、筐体１１の外縁部２２，３２からそれぞれ外方に導出するように配置されている。また、各リード５２は、図３および図５に示すように、長手方向中間部位にて、下面が下ケース２０の環状接合面２３に環状に塗布された第１接着剤６１を介して当該環状接合面２３に接着され、上面が上ケース３０の環状接合面３３に環状に塗布された第２接着剤６２を介して当該環状接合面３３に接着されている。これにより、図４に示すように、各リード５２は、下ケース２０の外縁部２２と上ケース３０の外縁部３２との双方に直接接触することなく、接着剤６１，６２を介して挟持（保持）される。
【００４３】
第１接着剤６１および第２接着剤６２は、絶縁性を有するエポキシ樹脂であって、第１接着剤６１のガラス転移温度を、第２接着剤６２のガラス転移温度よりも高く設定するため、第１接着剤６１として、例えば、住友ベークライトＥＣＲ−９２５０Ｋ（住友ベークライト株式会社製）が採用され、第２接着剤６２として、例えば、住友ベークライトＥＣＲ−９１２５Ｋ（住友ベークライト株式会社製）が採用されている。
【００４４】
次に、本実施形態に係る半導体装置１０の製造工程を、図６〜図９を用いて詳細に説明する。図６は、図１の半導体装置１０の製造工程を示す工程図である。図７（Ａ）〜（Ｄ）および図８（Ｅ）〜（Ｇ）は、図６の製造工程を説明するための断面図である。図９は、各リード５２がタイバー５５を介してブランケット部５３に連結された状態を示す説明図である。
【００４５】
まず、図６の第１工程と図７（Ａ）とに示すように、上述のように構成される下ケース２０および上ケース３０を用意する。次に、図６の第２工程と図７（Ｂ）とに示すように、下ケース２０の外縁部２２の環状接合面２３に接着剤６１を環状に塗布するとともに、上ケース３０の外縁部３２の環状接合面３３に接着剤６２を環状に塗布する（図５参照）。続いて、図６の第３工程と図７（Ｃ）および図９とに示すように、接合部５１と、この接合部５１に各連結部５４を介して連結する４つのブランケット部５３と、各ブランケット部５３にタイバー５５を介して連結する各リード５２とが形成されるリードフレーム５０を用意する。次に、図６の第４工程と図７（Ｄ）とに示すように、上述のように構成される回路基板４０を用意し、この回路基板４０を、その裏側面４０ｂに塗布される絶縁性の接着剤４６を介して、リードフレーム５０の接合部５１上に接合する。
【００４６】
そして、図６の第５工程と図８（Ｅ）とに示すように、各リード５２が環状接合面２３に直接接触することなくその下面にて第１接着剤６１を介して環状接合面２３に接着され、接合部５１が下ケース２０の底面２１ａに面接触するように、回路基板４０が接合されたリードフレーム５０を下ケース２０に組み付ける。このとき、各リード５２は、上記長手方向他端が外縁部２２から外方にそれぞれ延出している。次に、図６の第６工程と図８（Ｆ）とに示すように、下ケース２０を金属配線用治具７１内に載置した状態で、ワイヤボンディングにより、回路基板４０のパッド等と対応するリード５２とをボンディングワイヤ４４を介してそれぞれ電気的に接続する。
【００４７】
続いて、図６の第７工程と図８（Ｇ）とに示すように、各リード５２が環状接合面３３に直接接触することなくその上面にて第２接着剤６２を介して環状接合面３３に接着されるように、上ケース３０を下ケース２０にかぶせる。そして、環状接合面３３および環状接合面２３を、加熱装置７２により上下方向から一定の圧力で押圧した状態で加熱する。この加熱により、接着剤６１，６２が硬化して、各リード５２が環状接合面２３，３３に直接接触することなく接着剤６１，６２を介して挟持された状態で、外縁部２２と外縁部３２とが環状に強固に接合される。このように外縁部２２と外縁部３２とが環状に接合されると、上記収容空間Ｓが構成され、この収容空間Ｓ内に回路基板４０が収容される。その後、両環状接合面２３，３３間から導出する各リード５２を連結するタイバー５５などを切断除去することで、図１に示す半導体装置１０が完成する。
【００４８】
このとき、回路基板４０は、金属製の下ケース２０および上ケース３０により覆われて収容されることとなり、これら両ケース２０，３０が静電シールドとして機能する。このように、金属製の両ケース２０，３０を採用することで、モールド樹脂などにより回路基板４０を封止（密封）する場合と比較して、収容された回路基板４０に対して高いシールド効果を発揮することができる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係る半導体装置１０では、金属製の下ケース２０および上ケース３０を組み付けてなる筐体１１の収容空間Ｓ内に回路基板４０が収容されており、この回路基板４０に電気的に接続される複数のリード５２は、環状に対向する下ケース２０の外縁部２２と上ケース３０の外縁部３２との間に塗布される絶縁性の接着剤６１，６２により両外縁部２２，３２に接触することなく保持されている。
【００５０】
これにより、半導体装置１０に不良が発生したことからその解析を実施する場合には、両ケース２０，３０の外縁部２２，３２間の接着剤６１，６２による接着箇所からはがして上ケース３０と下ケース２０とを引き離すように分離することで、各リード５２は一部損傷する場合があっても、回路基板４０を破損等させることなく解析可能な状態に露出させることができる。
したがって、収容された回路基板４０を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現することができる。
【００５１】
また、上ケース３０の外縁部２２と複数のリード５２の下面との間に塗布される第１接着剤６１と、下ケース２０の外縁部３２と複数のリード５２の上面との間に塗布される第２接着剤６２とは、第１接着剤６１のガラス転移温度が、第２接着剤６２のガラス転移温度よりも高くなるように設定されている。すなわち、回路基板４０が保持される下ケース２０に塗布される第１接着剤６１のガラス転移温度が、第２接着剤６２のガラス転移温度よりも高く設定される。
【００５２】
この場合、両接着剤６１，６２の接着力を弱めるために接着箇所を加熱等すると、まず、第２接着剤６２の接着力が第１接着剤６１よりも先に弱くなる。そこで、第２接着剤６２の接着力のみが弱まった接着状態で下ケース２０と上ケース３０とを引き離すと、各リード５２が下ケース２０の外縁部２２に接着され、上ケース３０の外縁部３２にはリード５２が１つも接着されない状態で両ケース２０，３０が分離される。このため、ケース分離時に各リード５２を介して回路基板４０に作用する応力が低減されて、両ケース２０，３０の分離時における回路基板４０の破損等を確実になくすことができる。
【００５３】
さらに、上ケース３０のケース本体３１には、収容空間Ｓと外部とを連通する開口３４を覆うように通気性および防水性を有するフィルタ３５が設けられるため、周囲の温度変化による筐体１１内の内部圧力変動が抑制される。これにより、内部圧力変動に起因する接着箇所の破損等が抑制されて、当該半導体装置１０の温度変化に対する信頼性を向上させることができる。なお、開口３４およびフィルタ３５は、複数箇所設けられてもよいし、下ケース２０に設けられても、上記効果を奏する。
【００５４】
さらにまた、一側面５１ａに回路基板４０が接合される接合部５１は、その他側面５１ｂにて下ケース２０の底面２１ａに面接触して配置される。これにより、回路基板４０のＩＣチップ４１等にて発生した熱は、接合部５１を介して下ケース２０に伝熱されて当該下ケース２０にて放熱されるので、収容された回路基板４０を破損等させることなく取り出し可能な構成を低コストで実現できるだけでなく、当該両ケース２０，３０に収容される回路基板４０の放熱性を向上させることができる。
［第２実施形態］
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態に係る半導体装置について図１０を参照して説明する。図１０は、第２実施形態に係る半導体装置１０ａの要部を示す拡大断面図である。
本第２実施形態に係る半導体装置１０ａでは、環状接合面２３，３３間の接着剤の塗布状態が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
図１０に示すように、半導体装置１０ａでは、ケース接合用の接着剤として、下ケース２０の環状接合面２３に塗布される第１接着剤６１と、上ケース３０の環状接合面３３に塗布される第２接着剤６２とに加えて、組み付け前の各リード５２の長手方向中間部位に上下方向から塗布される第３接着剤６３とが採用されている。この第３接着剤６３は、ケース２０，３０の組み付け時には、第１接着剤６１と各リード５２の下面との間と、第２接着剤６２と各リード５２の上面との間との双方に介在することとなる。
【００５７】
特に、第３接着剤６３は、ケース分離時の各リード５２と環状接合面２３，３３との分離を容易とするため、第１接着剤６１および第２接着剤６２よりもガラス転移温度が高くなるように設定されており、例えば、絶縁性を有するエポキシ樹脂として、住友ベークライトＥＣＲ−９２４０Ｋ（住友ベークライト株式会社製）が採用されている。
【００５８】
このように、本第２実施形態に係る半導体装置１０ａでは、外縁部２２，３２を接合する接着剤は、上記第１実施形態にて述べた第１接着剤６１および第２接着剤６２に加えて、よりガラス転移温度が高い第３接着剤６３とから構成されている。
【００５９】
このように構成されることで、各接着剤６１〜６３の接着力を弱めるために接着箇所を加熱等すると、まず、第２接着剤６２の接着力が弱くなり、次に、第１接着剤６１の接着力が弱くなり、第３接着剤６３の接着力は、他の接着剤６１，６２と比べて長く維持される。そこで、第２接着剤６２の接着力のみが弱くなった接着状態で下ケース２０と上ケース３０とを引き離すと、各リード５２が第３接着剤６３および第１接着剤６１を介して下ケース２０の外縁部２２に接着され上ケース３０の外縁部３２に１つも接着されない状態で両ケース２０，３０が分離される。これにより、ケース分離時に各リード５２を介して回路基板４０に作用する応力がより低減されて、両ケースの分離時における回路基板４０の破損等をより確実になくすことができる。
【００６０】
なお、本第２実施形態のように３層の接着剤を採用する場合には、コスト低減を図るために、第１接着剤６１および第２接着剤６２として同じ材料、例えば、住友ベークライトＥＣＲ−９２５０Ｋ（住友ベークライト株式会社製）を採用することができる。
【００６１】
なお、本実施形態に係る各接着剤６１〜６３等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００６２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る半導体装置について図１１を参照して説明する。図１１は、第３実施形態に係る半導体装置１０ｂの要部を示す拡大断面図である。
本第３実施形態に係る半導体装置１０ｂでは、環状接合面２３ａ，３３ａの形状が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６３】
図１１に示すように、半導体装置１０ｂでは、上述した下ケース２０および上ケース３０に代えて、下ケース２０ａおよび上ケース３０ａが採用されている。下ケース２０ａの外縁部２２は、第１接着剤６１と接触する環状接合面２３ａが凹凸状に形成されている。また、上ケース３０ａの外縁部３２は、第２接着剤６２と接触する環状接合面３３ａが凹凸状に形成されている。
【００６４】
このように、環状接合面２３ａおよび環状接合面３３ａが凹凸状に形成されるため、外縁部２２，３２に塗布された接着剤６１，６２の接着面積を広げるために外縁部２２，３２同士が押圧される際には、この凹凸部に接着剤６１，６２が流れ込むので、接着剤６１，６２の外縁部２２，３２間からのはみ出しを抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施形態に係る環状接合面２３ａ，３３ａ等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００６６】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る半導体装置について図１２を参照して説明する。図１２（Ａ）は、第４実施形態に係る半導体装置１０ｃの要部を示す拡大断面図であり、図１２（Ｂ）は、係合凹部２６，３６にケース分離用治具７３の係合片７３ａ，７３ｂを係合した状態を示す断面図である。
本第４実施形態に係る半導体装置１０ｃでは、ケース分離用の係合凹部２６，３６が設けられる点が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６７】
図１２（Ａ）に示すように、半導体装置１０ｃでは、上述した下ケース２０および上ケース３０に代えて、下ケース２０ｂおよび上ケース３０ｂが採用されている。下ケース２０ｂのケース本体２１の外面を構成する側面には、内面側に凹む係合凹部２６が複数設けられている。また、上ケース３０ｂのケース本体３１の外面を構成する側面には、内面側に凹む係合凹部３６が複数設けられている。これら係合凹部２６，３６は、両ケース２０ｂ，３０ｂを分離する際に、当該両ケース２０ｂ，３０ｂに対して分離方向（図１２にてα方向）の力を作用させるために使用するケース分離用治具７３の係合片７３ａ，７３ｂが係合可能に形成されている。なお、係合凹部２６および係合凹部３６は、特許請求の範囲に記載の「係合部」の一例に相当し、ケース分離用治具７３は、、特許請求の範囲に記載の「治具」の一例に相当し得る。
【００６８】
そして、ケース分離時には、図１２（Ｂ）に示すように、下ケース２０ｂの係合凹部２６と上ケース３０ｂの係合凹部３６とに係合片７３ａと係合片７３ｂとをそれぞれ係合させた状態で、係合片７３ａおよび係合片７３ｂを分離方向に引き離すことで、ケース分離用治具７３を介して当該両ケース２０ｂ，３０ｂを引き離すための上記分離方向の力を作用させる。
このように、上記分離方向の力を両ケース２０ｂ，３０ｂに対して容易に作用させることができるので、両ケース２０ｂ，３０ｂを容易に分離することができる。
【００６９】
なお、下ケース２０ｂには、内面側に凹む係合凹部２６が形成されることに限らず、ケース分離用治具７３の係合片７３ａが係合可能な係合部が形成されればよい。また、上ケース３０ｂには、内面側に凹む係合凹部３６が形成されることに限らず、ケース分離用治具７３の係合片７３ｂが係合可能な係合部が形成されればよい。
【００７０】
また、ケース分離用の係合凹部２６，３６は、ケース本体２１，３１の外面を構成する側面と異なる部位に設けられてもよい。また、ケース分離用の係合凹部２６，３６は、複数設けられることに限らず、１箇所のみ設けられてもよいし、ケース本体２１，３１の形状によっては下ケース２０と上ケース３０とのどちらか一方に設けられてもよい。
【００７１】
なお、本実施形態に係る係合凹部２６，３６等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００７２】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る半導体装置について図１３を参照して説明する。図１３は、第５実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
本第５実施形態に係る半導体装置１０ｄでは、回路基板４０の放熱性を高めるため、リードフレーム５０に代えてリードフレーム５０ａを採用する点が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７３】
図１３に示すように、リードフレーム５０ａは、リードフレーム５０に対して、接合部５１と各ブランケット部５３とを弾性変形可能な連結部５４ａによりそれぞれ連結するように形成されている。各連結部５４ａは、複数の段差部等が連続して連結することで弾性変形可能に形成されて、各ブランケット部５３が両外縁部２２，３２間に保持された状態で接合部５１が下ケース２０の底面２１ａに面接触するときに、弾性変形することで接合部５１を底面２１ａに向けて付勢するように形成されている。
【００７４】
このため、弾性変形した各連結部５４ａにより、接合部５１が下ケース２０の底面２１ａに付勢されるので、接合部５１と下ケース２０の底面２１ａとの密着性が高められて、これら接合部５１と下ケース２０との間の伝熱を確実に促進することができる。
【００７５】
なお、本実施形態に係る連結部５４ａ等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００７６】
図１４は、第５実施形態の変形例に係る半導体装置１０ｄの要部を示す拡大断面図である。
図１４に示すように、第５実施形態の変形例として、接合部５１が面接触する下ケース２０と異なる他方のケースである上ケース３０には、回路基板４０の表側面４０ａに弾性変形した状態で接触して押圧することで、接合部５１を下ケース２０の底面２１ａに向けて弾性的に押圧する弾性部材としてゴム製のブッシュ３７が複数設けられてもよい。各ブッシュ３７は、上ケース３０のケース本体３１の内面から下方に延出する突起３１ａに組み付けることで、所定の位置にそれぞれ保持されている。
【００７７】
これにより、接合部５１と下ケース２０の底面２１ａとの密着性がさらに高められて、これら接合部５１と下ケース２０との間の伝熱をより確実に促進することができる。なお、接合部５１を下ケース２０の底面２１ａに向けて弾性的に押圧する部材として、ゴム製のブッシュ３７を採用することに限らず、他の材質・形状等からなる弾性的に押圧可能な弾性部材を採用してもよい。
【００７８】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る半導体装置について図１５を参照して説明する。図１３は、第６実施形態に係る半導体装置の要部を示す拡大断面図である。
本第６実施形態に係る半導体装置１０ｅでは、回路基板４０の放熱性を高めるため、リードフレーム５０に代えてリードフレーム５０ｂを採用するとともに弾性部材３８を新たに採用する点が、上記第１実施形態に係る半導体装置と主に異なる。したがって、上述した第１実施形態の半導体装置と実質的に同一の構成部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
図１５に示すように、リードフレーム５０ｂは、中央に設けられる接合部５１ｃが回路基板４０の外縁部に接合してその裏側面４０ｂを露出させるように中抜き状に形成されている。また、接合部５１ｃと各ブランケット部５３とをそれぞれ連結する各連結部５４は、各リード５２を第１接着剤６１を介して下ケース２０の環状接合面２３に接着するとき、接合部５１に接合された回路基板４０がその裏側面４０ｂにて下ケース２０のケース本体２１の底面２１ａに面接触するように、それぞれ形成されている。
【００８０】
また、上ケース３０には、回路基板４０の表側面４０ａに弾性変形した状態で接触して押圧することで、当該回路基板４０の裏側面４０ｂを下ケース２０の底面２１ａに向けて弾性的に押圧する弾性部材としてゴム製のブッシュ３８が複数設けられている。各ブッシュ３８は、上ケース３０のケース本体３１の内面から下方に延出する突起３１ａに組み付けることで、所定の位置にそれぞれ保持されている。
【００８１】
このように構成されることにより、裏側面４０ｂと下ケース２０の底面２１ａとの密着性がさらに高められて、回路基板４０と下ケース２０との間の伝熱をより確実に促進することができる。なお、回路基板４０を下ケース２０の底面２１ａに向けて弾性的に押圧する部材として、ゴム製のブッシュ３８を採用することに限らず、他の材質・形状等からなる弾性的に押圧可能な弾性部材を採用してもよい。
【００８２】
なお、本実施形態に係るブッシュ３８等の特徴的構成は、他の実施形態や変形例にて適用されてもよい。
【００８３】
なお、本発明は上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）上記第１実施形態において、ケース接合用の接着剤として、ガラス転移温度の異なる第１接着剤６１および第２接着剤６２を採用することに限らず、１種類の接着剤、例えば、第１接着剤６１のみを採用してもよい。この構成では、上ケース３０と下ケース２０とを引き離すように分離すると、各リード５２のうち一部が上ケース３０に接着され残部が下ケース２０に接着された状態で分離する場合がある。この場合、各リード５２が一部損傷等しても、回路基板４０に対して分離時の力が直接作用することもないので、回路基板４０を破損等させることなく解析可能な状態に露出させることができる。なお、上記第３〜６実施形態においても同様である。
【００８４】
（２）上記第１実施形態において、回路基板４０にて発生した熱を下ケース２０または上ケース３０に伝熱して放熱するための放熱経路を構成する放熱部材を設けてもよい。下ケース２０および上ケース３０は、金属製であることから、モールド樹脂などにより回路基板４０を封止（密封）する場合と比較して、回路基板４０にて発生した熱を上記放熱部材を介して円滑に放熱することができる。なお、上記第２〜６実施形態においても同様である。
【００８５】
（３）上記第１実施形態において、開口３４およびフィルタ３５は、上ケース３０に設けられることに限らず、下ケース２０に設けられてもよいし、内部圧力変動の影響が小さい場合には廃止してもよい。
【００８６】
（４）上記第１実施形態において、接合部５１の他側面５１ｂと下ケース２０の底面２１ａとの間に、両面５１ｂ，２１ａ間の密着性を高めて伝熱を促進するため、ゲル状部材を充填してもよい。なお、上記第２〜５実施形態においても同様である。また、上記第６実施形態において、回路基板４０の裏側面４０ｂと下ケース２０の底面２１ａとの間に、両面４０ｂ，２１ａ間の密着性を高めて伝熱を促進するため、ゲル状部材を充填してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０，１０ａ〜１０ｅ…半導体装置
１１…筐体
２０，２０ａ，２０ｂ…下ケース（第１ケース）
２２…外縁部
２３，２３ａ…環状接合面
２６…凹部（係合部）
３０，３０ａ，３０ｂ…上ケース（第２ケース）
３２…外縁部
３３，３３ａ…環状接合面
３４…開口
３５…フィルタ
３６…凹部（係合部）
３７，３８…弾性部材
４０…回路基板（基板）
５０，５０ａ，５０ｂ…リードフレーム
５１，５１ｃ…接合部（金属フレーム）
５２…リード
５３…ブランケット部（保持部）
５４，５４ａ…連結部
６１…第１接着剤
６２…第２接着剤
６３…第３接着剤
７３…ケース分離用治具（治具）
Ｓ…収容空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の第１ケースおよび第２ケースを組み付けることで閉塞された収容空間を構成する筐体と、
前記収容空間内に収容される基板と、
一端が前記基板に電気的に接続され他端が前記筐体外に導出する複数のリードと、
を備える半導体装置であって、
前記複数のリードは、環状に対向する前記第１ケースの外縁部と前記第２ケースの外縁部との間に塗布される絶縁性の接着剤により両外縁部に接触することなく保持されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接着剤は、前記第１ケースの外縁部と前記複数のリードとの間に塗布される第１接着剤と、前記第２ケースの外縁部と前記複数のリードとの間に塗布される第２接着剤と、からなり、
前記第１接着剤および前記第２接着剤は、前記第１ケースおよび前記第２ケースのうち前記基板が保持されるケースに塗布される一方の接着剤のガラス転移温度が、他方の接着剤のガラス転移温度よりも高く設定されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記接着剤は、前記第１接着剤および前記第２接着剤に加えて、前記第１接着剤と前記複数のリードとの間と前記第２接着剤と前記複数のリードとの間との双方に介在してこれら両接着剤よりもガラス転移温度が高い第３接着剤とからなることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１ケースの外縁部は、前記接着剤と接触する面が凹凸状に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２ケースの外縁部は、前記接着剤と接触する面が凹凸状に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１ケースおよび前記第２ケースの少なくとも一方の外面には、両ケースを分離する際に使用する治具と係合可能な係合部が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１ケースおよび前記第２ケースの少なくとも一方には、前記収容空間と外部とを連通する開口が形成されるとともに、この開口を覆うように通気性および防水性を有するフィルタが設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記収容空間内に収容されて、一側面に前記基板が接合される平板状の金属フレームを備え、
前記金属フレームは、その他側面にて前記第１ケースおよび前記第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記金属フレームには、弾性変形可能な連結部を介して、前記第１ケースの外縁部と前記第２ケースの外縁部との間にて前記複数のリードとともに保持される保持部が連結されており、
前記連結部は、前記保持部が前記両外縁部間に保持された状態で前記金属フレームが前記一方のケースに面接触するときに、弾性変形することで前記金属フレームを前記一方のケースに向けて付勢するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記金属フレームが面接触する前記一方のケースと異なる他方のケースには、前記基板を前記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材が設けられることを特徴とする請求項８または９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記基板は、前記第１ケースおよび前記第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置され、
前記基板が面接触する前記一方のケースと異なる他方のケースには、前記基板を前記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１】
金属製の第１ケースおよび第２ケースを組み付けることで閉塞された収容空間を構成する筐体と、
前記収容空間内に収容される基板と、
一端が前記基板に電気的に接続され他端が前記筐体外に導出する複数のリードと、
を備える半導体装置であって、
前記複数のリードは、環状に対向する前記第１ケースの外縁部と前記第２ケースの外縁部との間に塗布される絶縁性の接着剤により両外縁部に接触することなく保持されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接着剤は、前記第１ケースの外縁部と前記複数のリードとの間に塗布される第１接着剤と、前記第２ケースの外縁部と前記複数のリードとの間に塗布される第２接着剤と、からなり、
前記第１接着剤および前記第２接着剤は、前記第１ケースおよび前記第２ケースのうち前記基板が保持されるケースに塗布される一方の接着剤のガラス転移温度が、他方の接着剤のガラス転移温度よりも高く設定されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記接着剤は、前記第１接着剤および前記第２接着剤に加えて、前記第１接着剤と前記複数のリードとの間と前記第２接着剤と前記複数のリードとの間との双方に介在してこれら両接着剤よりもガラス転移温度が高い第３接着剤とからなることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１ケースの外縁部は、前記接着剤と接触する面が凹凸状に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２ケースの外縁部は、前記接着剤と接触する面が凹凸状に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１ケースおよび前記第２ケースの少なくとも一方の外面には、両ケースを分離する際に使用する治具と係合可能な係合部が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１ケースおよび前記第２ケースの少なくとも一方には、前記収容空間と外部とを連通する開口が形成されるとともに、この開口を覆うように通気性および防水性を有するフィルタが設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記収容空間内に収容されて、一側面に前記基板が接合される平板状の金属フレームを備え、
前記金属フレームは、その他側面にて前記第１ケースおよび前記第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記金属フレームには、弾性変形可能な連結部を介して、前記第１ケースの外縁部と前記第２ケースの外縁部との間にて前記複数のリードとともに保持される保持部が連結されており、
前記連結部は、前記保持部が前記両外縁部間に保持された状態で前記金属フレームが前記一方のケースに面接触するときに、弾性変形することで前記金属フレームを前記一方のケースに向けて付勢するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記金属フレームが面接触する前記一方のケースと異なる他方のケースには、前記基板を前記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材が設けられることを特徴とする請求項８または９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記基板は、前記第１ケースおよび前記第２ケースのいずれか一方のケースに面接触して配置され、
前記基板が面接触する前記一方のケースと異なる他方のケースには、前記基板を前記一方のケースに向けて弾性的に押圧する弾性部材が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−８４６６５（Ｐ２０１３−８４６６５Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１９１２（Ｐ２０１１−２２１９１２）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
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