电极结构的制作方法

本发明涉及电极结构。

背景技术：

例如，在临床检验用分析装置中，以医疗失误的减少及失误产生时的早期对应为目的，要求记录个体识别码和/或使用期间、使用状态等信息。而且，提出了搭载用于记录这些信息的存储卡等半导体器件的电极(参照专利文献1)。

另一方面，要求分析装置的小型化，随之，要求搭载有半导体器件的小型的电极。

作为使搭载有半导体器件的电极小型化的技术，提出了在注塑成型时对半导体器件进行嵌件模塑的方法。在嵌件模塑法中，将半导体器件和电极壳体无间隙地形成为一体，维持半导体器件的特性，同时使电极小型化。但是，在嵌件模塑法中，由于熔融树脂的压力而使存储卡等半导体器件有可能弯曲断裂。

作为其对策，提出了通过用夹具等支承弯曲的一侧来抑制变形的方法(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开wo2011/034170号公报。

专利文献2：日本特开平11－87385号公报。

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

但是，在专利文献2中，如果不尝试实际成型一次，则不知道存储卡弯曲的方向。另外，必须在确认了存储卡弯曲的方向后，改造模具。因此，在专利文献2中，会导致开发期间及开发费用的增大。

本发明的目的在于，提供一种不增加开发期间及开发费用，就能够防止半导体器件的断裂的电极结构。

用于解决问题的技术手段

本发明的一方式的对半导体器件进行树脂模塑而形成的电极的电极结构，其特征在于，具有：第一树脂模塑部，其形成于所述半导体器件的正面，具有第一厚度；第二树脂模塑部，其形成于所述半导体器件的背面，具有比所述第一厚度大的第二厚度；和露出部，其形成于所述第一树脂模塑部的与所述半导体器件的端部对应的部分。

本发明的一方式的对半导体器件进行树脂模塑而形成的电极的电极结构，其特征在于，具有：第一树脂模塑部，其形成于所述半导体器件的正面，具有第一厚度；第二树脂模塑部，其形成于所述半导体器件的背面，具有比所述第一厚度大的第二厚度；和露出部，其形成于所述第一树脂模塑部的与所述半导体器件的端部对应的部分，所述露出部是通过使所述半导体器件的所述端部与模具的一部分接触而形成的，其中，所述模具是对所述半导体器件进行所述树脂模塑时所使用的模具。

发明效果

根据本发明的一方式，能够提供一种不增大开发期间及开发费用就能够防止半导体器件的断裂的电极结构。

附图说明

图1是表示实施例1的离子选择性电极的结构的示意图。

图2是实施例1的离子选择性电极的树脂填充中途的示意图。

图3a是表示实施例2的离子选择性电极的结构的示意图。

图3b是实施例2的离子选择性电极的树脂填充中途的示意图。

图4a是表示实施例3的离子选择性电极的结构的示意图。

图4b是实施例3的离子选择性电极的树脂填充中途的示意图。

图5是在半导体器件的壁厚不均等的结构的实施例1的离子选择性电极的树脂填充中途的示意图。

图6是表示实施例1的离子选择性电极的树脂填充中途的树脂流动最短路径的示意图。

具体实施方式

电解质分析装置是为了分析人的健康状态而测量从血液或尿中分离出的样本中所含的各种离子的浓度的装置。电解质分析装置的方式有很多种，其中一种有使用离子选择性电极来对离子浓度间接地进行测量的方式。离子选择性电极在结构上具有供样本流动的流路，流路的一部分由仅可引入特定的离子的离子选择膜形成。

另外，还具有外部端子，离子选择膜与外部端子电连接，与离子选择膜所引入的离子的量对应的电动势能够被传递到外部端子。使样本在电极的流路中流动，测量与样本的钾或钠等离子浓度相应的外部端子的电位变化，由此推算离子浓度。

离子选择性电极通过以下的方法进行制造。

用热塑性树脂对包含样本流路的电极壳体进行注塑成型。此时，对使流路的一部分具有开口的部件进行成型，或者之后通过切削加工等形成开口后，在开口部粘接离子选择膜，从而将流路的一部分制成离子选择膜。将模拟端子插入电极壳体的规定位置，与离子选择膜电连接。

使用了离子选择性电极的离子浓度测量是高精度的，但是当电极产生振动时，尽管振动极小，电动势也会发生变化。这可以解释为振动引起的离子选择膜附近的样本离子浓度分布的变化的影响。当振动显著时，成为噪声，妨碍测量的稳定性，但如果为一定水平以下的振动，则电动势的变化小到可以无视。为了调查振动的大小，举出在电极上搭载加速度传感器，测量电极的振动并进行分析的方法。

作为在离子选择性电极上搭载传感器或存储器的方法，可举出使用粘接剂的粘接或螺钉固定。就粘接而言，对设置有存储传感器及存储器的空间的电极壳体进行注塑成型，将粘接剂涂布于上述空间或传感器及存储器后，将传感器及存储器插入空间进行固定。

在此，以加速度传感器与作为感测对象的电极成为一体地进行移动(振动)为前提。通过粘接剂吸收振动，不能获得正确的加速度。另外，在粘接力由于振动或经时劣化而降低并且剥离的情况下，也不能获得正确的加速度。

另一方面，螺钉固定为以下的顺序。对设置有收纳传感器的空间和与其相连的贯通孔或切口的电极壳体进行注塑成型。此外，还准备具有同样的贯通孔(切口)的按压板。在电极壳体内空间设置传感器，由按压板和壳体夹持传感器，用具有比贯通孔大的头部的螺栓和螺母来紧固。在此，根据按压板的刚性，传感器不与电极一体振动，不能获得正确的加速度。另外，电极壳体内空间及按压板与传感器相比，尺寸大了螺杆及螺母的量，成为小型化的阻碍。

在此，通过在注塑成型时对传感器及存储器进行嵌件模塑，使传感器及存储器与电极壳体无间隙地形成为一体，能够在维持传感器及存储器的特性的同时，使电极小型化。

以下对传感器的嵌件模塑的顺序进行说明。在具有电极壳体的形状的空间(型腔)的模具内设置传感器。此时，对于传感器的外部端子等不应进行树脂模塑的部分，通过设置以围绕传感器的某一截面的方式使模具接触的区域，而使树脂不能进入，以进行隔绝。

在该状态下将熔融的树脂注塑到模具内，树脂在模具中降低热而冷却及固化后，打开模具，取出电极壳体。这样，不使用粘接剂或螺钉就能够获得搭载有传感器的小型的电极壳体。此外，因为以围绕传感器的某一截面的方式与模具接触的部分由模具夹持，所以将其称为紧固部分。

在此的问题是由熔融树脂注塑时的压力导致的传感器的损坏。例如，在传感器为扁平的卡型的情况下，由于在树脂填充中途存在于卡的正背面的树脂量的不同，从而以紧固端部为支点的弯曲力作用于卡。当弯曲力超过容许值时，卡会被折断。

作为其对策，在通过用夹具等支承弯曲的一侧来抑制变形的方法中，如果不尝试实际成型一次，则不能知道弯曲的方向。另外，在确认了弯曲的方向后，必须改造模具，因此，导致开发期间的延长及开发费用的增大。因此，要求在事先控制了弯曲方向后，对传感器或存储器等的半导体器件进行非损坏嵌件模塑的技术。

实施方式是必须在存储卡等半导体器件的正背面设置壁厚差，无论半导体器件的厚度的偏差，都从壁厚侧作用弯曲力的结构。由此，通过用模具支承薄壁侧的卡端部来抑制弯曲。

其结果，如图1所示，获得一种对半导体器件103进行树脂模塑而形成的电极100的电极结构，其具有：第一树脂模塑部，其形成于上述半导体器件103的正面，具有第一厚度(t1)；第二树脂模塑部，其形成于上述半导体器件103的背面，具有比上述第一厚度大的第二厚度(t2)；和露出部105，其形成于上述第一树脂模塑部的与上述半导体器件的端部对应的部分。

根据实施方式，能够不损坏传感器及存储器等半导体器件而进行嵌件模塑。其结果，例如，能够提供搭载有传感器或存储器等半导体器件的小型的离子选择性电极。

具体而言，实施方式具有以下的方式。

(方式1)一种电极结构，其为用树脂104对扁平的半导体器件103进行模塑而形成的结构，其中，半导体器件103的正背面模塑部的壁厚t1、t2不同，且具有使壁厚小的一侧的半导体器件103的端部露出而形成的露出部105。

(方式2)一种电极结构，露出部105形成为通过在树脂模塑时与模具106接触而使熔融树脂108不能进入。

(方式3)一种电极结构，半导体器件103的截面宽度tw与厚度ts之比为2以上。

(方式4)一种电极结构，半导体器件103的正背面模塑部的壁厚t1和t2之差为20％以上。

(方式5)一种电极结构，其特征在于，在半导体器件103的正背面模塑部的壁厚t1和t2不均等，t1和t2的平均壁厚差为20％以上。

(方式6)一种电极结构，其特征在于，从半导体器件103的端部到露出部105的端部的距离te比半导体器件103的厚度ts小。

(方式7)一种电极结构，以去往平均壁厚小的一侧的树脂流动的最短路径和去往大的一侧的树脂流动的最短路径相等、或平均壁厚大的一侧变短的方式设置树脂进料口113，将平均壁厚差设为10％以上。

(方式8)一种电极结构，在半导体器件103的端部具有突起110，且突起110的上表面和侧面的一部分露出。

(方式9)一种电极结构，突起110的端部与半导体器件端部的距离te2比半导体器件103的厚度ts小。

(方式10)一种电极结构，其是对扁平的半导体器件103进行树脂模塑而形成的结构，其中，半导体器件103的正背面模塑部的平均壁厚不同，在平均壁厚小的一侧的半导体器件103的露出部105设置有软化温度为模塑树脂的软化温度以上的间隔件111。

(方式11)一种电极结构，其中，在间隔件111的正面具有凸部或凹部112。

(方式12)一种电极结构，通过倒扣114来防止间隔件111从电极100脱落。

以下，使用附图对实施例进行说明。

实施例1

参照图1对实施例1的离子选择性电极的结构进行说明。

离子选择性电极100具有样本流路101和经由离子选择膜(未图示)与样本流路101电连接的外部端子102。扁平的半导体器件103用树脂104进行模塑。在此，半导体器件103例如为传感器或存储器。

在这样的结构下，半导体器件103的正面模塑部的壁厚t1与背面模塑部的壁厚t2不同，且壁厚小的一侧的半导体器件的端部在露出部105露出。

这样，实施例1的离子选择性电极100是用树脂104对半导体器件103进行模塑而形成的电极。电极100具有：第一树脂模塑部，其形成于半导体器件103的正面，具有第一厚度(t1)；第二树脂模塑部，其形成于半导体器件103的背面，具有比第一厚度大的第二厚度(t2)。电极100具有形成于第一树脂模塑部的与半导体器件103的端部对应的部分的露出部105。

在此，露出部105是通过在树脂模塑时与模具接触，以使模塑树脂不能进入而形成的露出部。通过采用该结构，能够获得非损坏地对半导体器件103进行了嵌件模塑的离子选择性电极100。

使用嵌件模塑时的熔融树脂填充中的图1的aa’截面的示意图即图2对其原因进行说明。

该结构中，在半导体器件103的正背面的最大壁厚t1和t2设置厚度差，如图2所示，促进最大壁厚较大的t2侧的一方的树脂填充。在此，填充中的树脂前端部的速度与壁厚的立方成比例。因此，产生树脂填充区域的差d，树脂压力引起的弯曲力f以紧固端部109为支点从最大壁厚较大的t2侧朝向t1侧作用。

在该结构中，由模具106支承最大壁厚较小的t1侧的端部。因此，能够抑制半导体器件103的端部的位移进而抑制半导体器件103的弯曲变形。另外，由于半导体器件103的两端露出，从而使用鼓风机等的半导体器件103(动作时发热)的温调效率提高。其结果，能够提高相对于温度噪声的电位测量误差较大的离子选择性电极100的测量精度。

根据实验，如果半导体器件103的截面宽度tw与厚度ts之比为2以上，且其正背面的壁厚差为20％以上，则能够进行非损坏的嵌件模塑。这考虑是如下情况带来的大幅影响：由于截面宽度tw与厚度ts之比大，从而半导体器件103的变形受向厚度方向的弯曲支配、以及填充中的树脂前端部的速度相对于壁厚的灵敏度大。

如图5所示，在半导体器件103的壁厚不均等的结构中，如果平均壁厚的差为20％以上，则能够进行非损坏的嵌件模塑。另外，将从半导体器件103的端部到露出部105的端部的距离te设为比半导体器件103的厚度(当厚度不均等时为最小厚度)ts小。否则，在比露出部105靠半导体器件103的端部侧产生弯曲。

另外，如图6所示，设为以去往最大壁厚较小的t1侧的树脂流动的最短路径(图6的h1+h2)和去往较大的t2侧的树脂流动的最短路径(图6的h1’)相等、或平均壁厚大的一侧变短的方式设置树脂进料口113的结构。由此，能够更稳定且更快地将熔融树脂108填充到平均壁厚大的一侧，即使最大壁厚差缩小到10％，也能够进行非损坏嵌件模塑。

在此，树脂流动的最短路径是从进料口113的中心点通过模腔107内到达半导体器件103的正背面树脂模塑部的端点的线段的总和。另外，树脂流动的最短路径还被称为在模腔107内用线从进料口113拉到半导体器件103的树脂模塑部的端点时的最短路径。

实施例2

参照图3a、图3b对实施例2的离子选择性电极的结构进行说明。

与实施例1的离子选择性电极100的结构不同之处是在端部设置突起110，突起110的上表面及侧面的一部分露出这一点。其它结构与实施例1的离子选择性电极100的结构大致相同，因此其说明省略。

通过采用实施例2的离子选择性电极100的结构，能够进一步降低熔融树脂填充时的半导体器件103的变形。以下对其原因进行说明。

如图3b所示，在熔融树脂填充时，半导体器件103上产生向以模具紧固部109的端部及模具106的支承部(露出部105)为支点的最大壁厚较小的一侧的弯曲。此时，作用于半导体器件103的端部的力中的与半导体器件103的正背面垂直的成分被模具106的支承推回而消除，但在半导体器件103的正背面存在极少的水平成分。

在实施例2的离子选择性电极的结构中，除突起110的上表面部外，侧面部也与模具106接触，因此拉拽(或摩擦)而产生阻力，其结果是位移被进一步抑制。

在实验中，如果在从半导体器件103的端部起与半导体器件103的厚度ts相等或比其近的位置设置突起110的端部，则具有突起100带来的变形抑制效果。

实施例3

参照图4a、图4b，对实施例3的离子选择性电极的结构进行说明。

与实施例1的离子选择性电极100的结构不同之处是在最大壁厚较小的一侧的半导体器件103的端部设置软化温度为模塑树脂的软化温度以上的间隔件111这一点。其结构与实施例1的离子选择性电极100的结构大致相同，因此其说明省略。

通过采用实施例3的离子选择性电极100的结构，能够获得半导体器件103不露出的、可靠性更优异的离子选择性的100电极。以下对其原因进行说明。

如图4b所示，在熔融树脂填充时，树脂压力引起的弯曲力f以紧固端部为支点从最大壁厚较大的t2侧朝向t1侧作用。但是，在实施例3的离子选择性电极的结构中，用模具106经由软化温度为模塑树脂以上的间隔件111支承最大壁厚较小的t1侧的端部，因此，能够抑制半导体器件103的端部的位移并进而抑制半导体器件103的弯曲变形。

根据实验，如果半导体器件103的正背面不存在间隔件111的区域的壁厚差为20％以上，则能够进行非损坏的嵌件模塑。在半导体器件103的正背面的壁厚不均等的结构中，如果平均壁厚的差为20％以上，则能够进行非损坏的嵌件模塑。另外，能够使从半导体器件103的端部到间隔件111的端部的距离比半导体器件103的厚度(当厚度不均等时为最小厚度)ts小。

另外，设为以去往最大壁厚较小的t1侧的树脂流动的最短路径和去往较大的t2侧的树脂流动的最短路径相等、或最大壁厚较大的一侧变短的方式设置树脂进料口的结构。由此，能够更稳定且更快地将树脂填充到最大壁厚较大的一侧，即使最大壁厚差缩小到10％，也能够进行非损坏嵌件模塑。

由此，通过使半导体器件103不露出，且将间隔件111的材质设为比模塑树脂的软化点高的材质，成为半导体器件103不露出的结构。其结果，能够减少因杆或尖端的物体直接接触而使半导体器件103破损的风险，能够获得在可靠性方面优异的离子选择性电极100。

作为间隔件111的材质，例如，可举出树脂或陶瓷。在此，间隔件111因熔融树脂流过而引起错位导致的成型成品率的降低成为问题。作为该对策，如图4a所示，在间隔件111的正面设置凸部或凹部112，将与其一致的凹部或凸部设置于模具106。由此，能够限制向与间隔件111的厚度垂直的方向的移动，抑制熔融树脂填充时的间隔件111的错位，提高成形成品率。另外，通过在间隔件111上形成倒扣114，能够防止在电极壳体成型后间隔件111因振动及碰撞等而脱落。

此外，本发明不限定于离子选择性电极，能够广泛应用于对半导体器件103进行嵌件模塑而成的半导体装置。

符号说明

100电极

101样本流路

102外部端子

103半导体器件

104树脂

105露出部

106模具

107模腔

108熔融树脂

109模具紧固部

110突起

111间隔件

112间隔件的凹部

113进料口

114倒扣