CN100359677C - 电子器件 - Google Patents

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Abstract

具有电子元件30、配备装载电子元件的元件装载部分11且厚度t不足0.1mm的第一外部导出引线10和与元件装载部分11隔开配置的第二外部导出引线20，第一外部导出引线10被弯曲成大致为S字形状，其弯曲深度d在第一外部导出引线的厚度t以上，元件装载部分11的非电子元件侧的密封树脂厚度T比弯曲深度d小。而且，用树脂40密封电子元件、元件装载部分、第一外部导出引线的一部分和第二外部导出引线的一部分。由此，可以提供树脂封装的长度、宽度、高度都在1mm以下的小型电子器件。

Description

电子器件
本发明涉及用于表面安装的树脂密封型电子器件。
随着电子设备的小型化，以二极管、晶体管为代表的半导体器件的表面安装类型在增加，并在不断推进其小型化。
图3表示以往的小型表面安装二极管的示意性结构例。在图3中，(A)为平面图，(B)为图(A)中从II-II线箭头方向观察的剖面图。
图中所示的电子器件100具有配备电子元件装载部分(管芯焊盘)111的第一外部导出引线110和与电子元件装载部分111隔开配置的第二外部导出引线120。在电子元件装载部分111上，装载半导体元件130。用接合线150连接半导体元件130的外部连接端子与第二外部导出引线120。用密封树脂140密封半导体元件130、电子元件装载部分111、第一外部导出引线110的内引线部分、第二外部导出引线120的内引线部分和接合线150。如图所示，第一外部导出引线110、第二外部导出引线120被大致弯曲成S字形状，引线110、120的一个端部露出密封树脂140的外部，形成外引线部分。外引线部分的下面大致与底面141平行地延伸，以便形成与密封树脂140的底面141大致相同的平面。
冲压金属薄板，在弯曲成预定形状的引线框架上装载半导体元件，然后在进行预定的布线后，用密封树脂密封，从而制造上述的电子器件。在预定形状的模具内，装入半导体元件130、电子元件装载部分111、第一外部导出引线110的内引线部分和第二外部导出引线120的内引线部分，在短边侧侧面的双点划线所示的位置上设置树脂注入口190，然后沿箭头方向注入树脂，进行密封树脂140的密封。
以往的一般电子器件的树脂封装的大小为长度(图3中X轴方向长度LX)1.3mm、宽度(图3中Y轴方向长度LY)0.8mm、高度(图3中Z轴方向长度H)0.7mm左右。
但是，在以往的电子器件中，由于使用其厚度为0.1mm以上的引线框架，所以难以获得树脂封装尺寸的长度、宽度、高度都在约1mm以下的树脂密封型电子器件，其中更难以获得使用半导体衬底的树脂型半导体器件。
就是说，由于引线框架的厚度在0.1mm以上，所以第一外部导出引线110的元件装载部分111与第二外部导出引线120的间隔经引线成形变为0.2mm左右。根据引线的弯曲深度、与由此产生的必要的元件装载部分111下部的树脂厚度、以及弯曲中必要的引线长度、确保元件装载部分的平坦面等的关系，尤其在二极管中长度方向的长度不能在1.0mm以下。
此外，如果不断将电子器件小型化，那么因外部导出引线的密封树脂底面附近的弯曲部分112、122的微妙的弯曲形状，使密封树脂的回流、引线自身的高强度、引线与密封树脂的粘接强度、以及用于安装的焊料的粘接和回流等容易产生不良，存在不能获得在这些方面良好的电子部件的倾向。
本发明的目的在于提供可消除以往的表面安装树脂密封型电子器件的小型化界限，树脂封装的长度、宽度、高度都可以在1mm以下的电子器件。
此外，本发明的目的还在于提供即使将电子器件小型化，也可以提供朝向外部导出引线的密封树脂底面附近的弯曲部分112、122的密封树脂的回流、以及引线与密封树脂的粘接强度均良好，且可以充分维持引线自身的强度，并且用于安装的焊料的粘接和回流也良好的表面安装树脂密封型电子器件。
为了实现上述目的，本发明的电子器件具有以下结构。
就是说，本发明的第一结构中的电子器件具有电子元件、配备装载所述电子元件的元件装载部分且厚度不足0.1mm的第一外部导出引线和与所述元件装载部隔开配置的第二外部导出引线，用树脂密封所述电子元件、所述元件装载部分、所述第一外部导出引线的一部分和所述第二外部导出引线的一部分，其特征在于，所述第一外部导出引线被弯曲成S字形状，其弯曲深度d在所述第一外部导出引线的厚度t以上，所述元件装载部分的非电子元件侧的密封树脂的厚度T比所述弯曲深度d小。
按照上述第一结构的电子器件，规定了第一外部导出引线的厚度t、厚度t与弯曲深度d的关系、元件装载部分下部的密封树脂厚度T与弯曲深度d的关系。由此，可以降低电子器件的高度，确保作为元件装载部分所必需的平坦区域。此外，由于可以缩短元件装载部分与第二外部导出引线的间隔，所以可以减小长度方向的尺寸。
在上述第一结构中，所述元件装载部分与所述第二外部导出引线的间隔最好在0.12mm以下。如果按照这样好的结构，那么可以使电子器件的长度方向的尺寸更小。
此外，在上述结构中，密封树脂的长度、宽度和高度的各外形尺寸最好都在1.0mm以下。如果按照这样好的结构，那么可以提供以往不能获得的小型电子器件，可以有助于电子设备的小型化。
此外，在上述第一结构中，所述第一和第二外部导出引线的密封树脂内的内引线部分的宽度最好不比露出部分宽，大致为固定的宽度。按照这样好的结构，电子器件的宽度(Y轴方向尺寸)不大，可以实现小型的电子器件。特别在采用端子数为3以上的电子器件的情况下，封装的小型化效果显著。
此外，在上述第一结构中，所述电子元件的厚度最好与所述第一外部导出引线的厚度t大致相等。按照这样好的结构，可以使接合线的高度与芯片相同。
此外，在上述第一结构中，所述密封树脂最好从长边侧侧面中任一个靠近短边的位置注入。通过在这样的位置上设置树脂注入口，被注入的树脂可在封装模具内良好地扩展，不容易发生旋涡和树脂积存，可以防止密封树脂的未填充的不良。
此外，在上述第一结构中，所述第一外部导出引线的密封树脂底面附近的弯曲部分的外表面的曲率半径R最好在0.05mm以上和所述引线厚度t以下。按照这样好的结构，可以防止引线成形时材料的收缩，可以防止引线折断。此外，在其后的加工中，可以柔软地对应对框架的应力。
此外，在上述第一结构中，在密封树脂中，最好包括其粒径为所述引线弯曲深度d的一半以下的填料。按照这样好的结构，在被弯曲的引线的下面侧中，树脂和填料容易回流，可以保持充分的成形强度。
此外，本发明的第二结构中的电子器件具有电子元件、配备装载所述电子元件的元件装载部分且厚度t不足0.1mm的第一外部导出引线和与所述元件装载部隔开配置的第二外部导出引线，用树脂密封所述电子元件、所述元件装载部分、所述第一外部导出引线的一部分和所述第二外部导出引线的一部分，其特征在于，所述第一外部导出引线和所述第二外部导出引线被弯曲在密封树脂的底面，与密封树脂的底面大致平行地延伸露出，在所述第一外部导出引线和所述第二外部导出引线的所述弯曲部分的底面侧上形成凹陷部分，在所述凹陷部分中引线厚度形成得较薄，所述第一和所述第二外部导出引线的所述凹陷部分的底面和所述密封树脂的底面形成得高于延伸到外部的所述第一外部导出引线和所述第二外部导出引线的最下面。
按照上述第二结构的电子器件，由于在第一和第二外部导出引线的弯曲部分的底面侧上形成凹陷部分，所以该弯曲部分附近的密封树脂的回流良好，引线与密封树脂的粘接强度提高。因此，引线自身的强度也提高。此外，由于凹陷部分的底面与密封树脂的底面形成得高于延伸至外部的第一和第二外部导出引线的最下面，所以在向电路板的安装时，焊料的粘接和回流等良好。
在上述第二结构中，所述凹陷部分最好形成在从密封树脂的上方的投影区域内。按照这样的结构，在形成凹陷部分后用树脂密封时，凹陷部分周边的树脂模具的形状设计变得容易，在树脂注入时可以容易地防止树脂从引线的凹陷部分周围的漏泄。此外，由于凹陷部分的形成随着引线厚度的减小而减小，所以通过将凹陷部分形成在上述区域内，可以用周围的密封树脂增强随着引线厚度的减小引线强度的下降。而且，在从密封树脂上方的投影区域内，由于可以形成第一和第二外部导出引线的最下面，所以即使缩短从密封树脂露出的第一和第二外部导出引线的长度，也可以充分确保布线底座与引线的接触面。因此，可以减小电子部件的安装面积，有助于电子设备的小型化。
此外，在上述第二结构中，在所述密封树脂的侧面下侧形成退模部分，所述退模部分的下端位置与所述凹陷部分的形成位置大致相同，从所述密封树脂上方的投影区域的边界部分与这些位置的距离最好都在所述引线厚度以下。按照这样的结构，由于在密封树脂的侧面下侧形成退模部分，所以在用树脂密封后，可以容易地与树脂模具脱离。而且，通过使凹陷部分的形成位置与退模部分的下端位置大致相同，在从密封树脂上方的投影区域内，可以形成第一和第二外部导出引线的最下面。其结果，即使缩短从密封树脂露出的第一和第二外部导出引线的长度，也可以充分确保布线底座与引线的接触面。因此，可以减小电子部件的安装面积，有助于电子设备的小型化。而且，由于从所述密封树脂上方的投影区域的边界部分与退模部分的下端位置和凹陷部分的形成位置的距离都在所述引线厚度以下，所以可形成必要的元件装载部分，同时器件的小型化、引线的弯曲角度和元件装载部分下侧的密封树脂厚度都可以最佳化。
此外，在上述第二结构中，所述第一外部导出引线和所述第二外部导出引线的各下面在从所述密封树脂上方的投影区域内侧最好有比所述凹陷部分突出的平坦部分。第一和第二外部导出引线下面的平坦部分成为与布线底座的接触面，通过在从密封树脂上方的投影区域内侧有这样的接触面，可以缩短从密封树脂露出的第一和第二外部导出引线的长度。因此，可以减小电子部件的安装面积，有助于电子设备的小型化。
此外，在上述第二结构中，所述密封树脂的底面最好比延伸至外部的所述第一外部导出引线和所述第二外部导出引线的最下面高0.001～0.02mm。按照这样的结构，可以实现上述凹陷部分的效果与电子部件小型化更好平衡。
图1是表示本发明实施例1的电子器件一例的示意性结构图，图1(A)为平面图，图1(B)为从图1(A)的I-I线的箭头方向观察的剖面图。
图2是表示本发明实施例2的电子器件一例的示意性结构图，图2(A)为剖面图，图2(B)是底面图。
图3是表示以往的电子器件一例的示意性结构图，图3(A)是平面图，图3(B)是从图3(A)中II-II线箭头方向观察的剖面图。
(实施例1)
图1是表示本发明实施例1的电子器件的示意性结构图，图1(A)为平面图，图1(B)为从图1(A)的I-I线的箭头方向观察的剖面图。
如图所示，本实施例的电子器件1包括配备元件装载部分(管芯焊盘)11的第一外部导出引线10和与元件装载部分11隔开配置的第二外部导出引线20。在元件装载部分11上通过管芯焊接等装载作为电子元件的半导体元件30。用接合线50连接半导体元件30的外部连接端子和第二外部导出引线20。用密封树脂40密封半导体元件30、元件装载部分11、第一外部导出引线10的内引线部分、第二外部导出引线20的内引线部分和接合线50。
如图所示，第一外部导出引线10和第二外部导出引线20被弯曲成大致为S字形状(大致台阶状)，引线10、20的一个端部露出于密封树脂40的外部，与密封树脂40的底面大致平行地延伸，形成外引线部分。
其中，第一外部导出引线10的厚度t不足0.1mm。如果厚度t比该厚度厚，那么不能实现电子器件的小型化。其中，在密封树脂内部的内引线部分和密封树脂外部的外引线部分厚度不同的情况下(例如，在外引线部分中实施焊料镀敷等情况下)，将厚度t称为内引线部分的厚度。
在图1所示的第一外部导出引线10的弯曲深度为d时，与其厚度t之间必须满足d≥t。此外，在第一外部导出引线10的元件装载部分11的非电子元件侧的密封树脂厚度为T时，必须满足T＜d。通过满足这些关系，可以减小电子器件长度方向(X轴方向)尺寸LX和高度方向(Z轴方向)尺寸H。
本实施例的电子器件的第一和第二外部导出引线的密封树脂内的内引线部分的宽度最好不宽于露出部分(外引线部分)，并基本固定。以往，由于在树脂内弯曲厚度厚的引线，所以有在从引线的框架和共用连接部分切断等构成的制造工艺中的外部应力下，发生引线脱落和密封树脂破损的危险。因此，为了防止出现这种情况，应扩宽外部导出引线的密封树脂内的引线前端的宽度(参照图3(A))。但是，如本实施例那样，在引线薄于0.1mm的情况下，为了获得机械上的平衡，所以外部导出引线的形状(宽度)在内引线部分中不扩大，可以有大致相同的宽度。因此，可以减小树脂封装的宽度方向(Y轴方向)尺寸LY。
此外，为了保证被树脂密封的封装内部的强度平衡，半导体元件30的厚度与内引线的厚度t最好大致相等。
本实施例的电子器件的密封树脂的注入口90的位置如图1中双点划线所示，为了防止在接合线50的侧面上直接施加密封树脂的注入压力而使接合线50倒下，将接合线50设置在避开的位置，即设置在从长边侧侧面中心偏向任一个短边侧的位置上，最好沿箭头方向进行注入。因使树脂封装小型化，所以难以象以往那样在短边侧侧面上设置注入口。此外，由于树脂模具的内壁与内引线的间隙变窄，所以在内引线的下面侧难以使树脂充分地回流。因此，如上所述，如果从长边侧侧面的任一个短边的位置进行注入，那么树脂平滑地流动填充，可以抑制未填充密封树脂的部分的产生。
此外，密封树脂内部的第一外部导出引线10的内引线部分的密封树脂底面附近的弯曲部分的外表面的曲率半径R最好在0.05mm以上和所述引线厚度t以下。具体地说，在图1(B)中，第一外部导出引线10的密封树脂底面附近的弯曲部分12的外表面的曲率半径R11、R12最好在0.05mm以上和所述引线厚度t以下。而且，对于第一外部导出引线10的内引线的元件装载部分11附近弯曲部分的外表面的曲率半径R13、R14来说，最好也同样满足上述条件。此外，第二外部导出引线20的密封树脂底面附近的弯曲部分22的外表面的曲率半径R21、R22最好在0.05mm以上和第二外部导出引线的厚度t以下。而且，对于第二外部导出引线20的内引线的接合侧的弯曲部分的外表面的曲率半径R23、R24来说，最好也同样满足上述条件。如果满足该条件，那么可以防止引线成形时的材料收缩，可以防止引线折断。此外，在其后的加工中，也可以柔软地对应相对框架的应力。
下面，说明本实施例电子器件的具体实例。
使用厚度t为0.08mm的引线框架，在第一外部导出引线10的弯曲深度d为0.12mm，元件装载部分11的下部树脂厚度T为0.11mm时，作为半导体元件30，可以装载一边为0.3mm的芯片尺寸的元件，元件装载部分11与第二外部导出引线20的间隔L1为0.11mm。内引线的弯曲部分的表面曲率半径R11、R12、R13、R14、R21、R22、R23、R24都在0.05～0.08mm内。此时的树脂封装的长度(图1中X轴方向长度)Lx、宽度(图1中Y轴方向长度)LY和高度(图1中Z轴方向长度)H分别为1mm、0.5mm、0.5mm，达到非常小型化的元件尺寸。
下面，说明电子器件制造方法的一例。
首先，冲压厚度t为0.08mm的平面状的引线框架，形成0.12mm深度的弯曲，分别在第一外部导出引线上形成元件装载部分的区域，在第二外部导出引线上形成引线键合区域。接着，将元件装载部分放置在用于引线框架加热的热丝上，一边加热一边键合半导体元件。随后，用接合线连接半导体元件的外部连接电极和外部导出引线的一端。然后，用模型树脂密封元件装载部分、半导体元件和外部导出引线的一端。此时，在封装长边侧侧面从中央部分偏向一方的短边侧的位置上设置树脂注入口。在树脂中含有的填料粒径为在引线弯曲深度d的约一半以下的50μm左右，可提高向引线下部的填充性。
再有，在引线厚度t为0.08mm时，如果引线弯曲深度d比引线厚度t小，那么作为固定引线和引线的引线下部的树脂厚度的强度平衡被破坏，容易发生封装破裂。
此外，在引线厚度t为0.08mm时，将引线弯曲深度d成形为大于0.13mm，如果要缩短长度方向(X轴方向)的尺寸LX，那么就难以确保管芯键合的元件装载部分的平坦面，难以提供上述的小型电子器件。因此，在该条件下，最好使d≤0.13mm。
接着，在有元件装载部分的第一外部导出引线和第二外部导出引线的外引线部分上进行焊料镀敷。因此，即使有焊料镀敷后的外部导出引线的厚度在0.1mm以上的情况也无妨碍。最后，从距树脂封装的外周0.2mm的长度处切断制成引线框架。
(第二实施例)
图2是表示本发明实施例2的电子器件的示意性结构图，图2(A)为剖面图，而图2(B)是底面图。
在实施例1中已说明的且具有与图1所示相同功能的部件被附以相同的符号，并省略其详细说明。
在本实施例的电子器件2中，在密封树脂40的底面41附近的第一外部导出引线10和第二外部导出引线20的弯曲部分12、22的底面侧中，分别形成凹陷部分13、23。通过压印加工等形成凹陷部分13、23，形成凹陷部分13、23部分的引线10、20的厚度都薄于内引线部分的厚度。而且，相对于第一外部导出引线10的外引线部分的最下面1 4和第二外部导出引线20的外引线部分的最下面24来说，较高地形成凹陷部分13、23的下面和密封树脂40的底面41。
相对于外引线部分的最下面14、24的凹陷部分13、23的下面和密封树脂40的底面41的高度最好在0.001mm～0.02mm左右，在0.01mm以下更好。通过保持这样的高度，在向电路板的安装时向外引线部分的焊料的粘接和回流等良好。此外，如果密封树脂40的底面41的高度比上述范围大，那么元件装载部分11下侧的树脂层厚度变薄，另一方面，如果要确保必要的厚度，那么树脂封装的高度就变大。此外，如果凹陷部分13、23的下面比上述范围高，那么形成凹陷部分的该部分引线的厚度变得过薄，引线的强度下降。从引线强度的观点来看，形成凹陷部分的该部分引线厚度最好在内引线部分引线厚度的九成以上。再有，凹陷部分13、23的下面和密封树脂40的底面41不必形成相同的平面，如果形成为相同的平面，那么树脂模具的设计可以变得容易。
这样，通过在引线弯曲部分12、22中设置凹陷部分13、23，在密封树脂底面41附近的引线弯曲部分12、22中，引线的下侧表面与密封树脂底面41构成的角度即相对于内引线的密封树脂底面41的上升角度变大。因此，内引线下侧的密封树脂底面41附近的树脂厚度薄的部分变少。其结果，弯曲部分11、22周围的密封树脂的回流良好，弯曲部分11、22周围的树脂底面的形成稳定化。因此，引线与密封树脂的粘接强度提高，引线自身的强度也提高。
凹陷部分13、23最好形成在从上方或下方观察时的树脂封装外周端的内侧。按照这样的结构，通过将作为树脂密封时的模具的密封树脂底面41的面设计成与凹陷部分13、23相同的面，可以容易地防止树脂注入时树脂从引线的凹陷部分周围漏泄。此外，由于凹陷部分的形成伴随着引线厚度的减小，所以通过将凹陷部分形成在上述区域内，可以完全用密封树脂固定引线厚度的减少部分，可以防止引线强度的降低。而且，在从密封树脂上方的投影区域内，由于可以形成第一和第二外部导出引线的最下面，所以即使缩短从密封树脂露出的第一和第二外部导出引线的长度，也可以充分确保布线底座与引线的接触面。因此，可减小电子部件的安装面积，有助于电子设备的小型化。
一般来说，为了使树脂密封时的模具很好地进行树脂注入后的模具脱离，相对于上下模具的重合面，设置具有预定倾斜角的退模部分。在本实施例中，如图2(B)所示，形成在密封树脂的引线露出侧侧面的下侧且倾斜角为θ的退模部分42的下端位置43最好与凹陷部分13、23的形成端部15、25处于大致相同的位置。这样一来，意味着将凹陷部分13、23形成在树脂封装的外周端的内侧，可实现上述效果。
此外，树脂封装的外周端与退模部分42的下端位置43以及凹陷部分13、23的形成端部15、25的距离L2最好在引线厚度以下。如果距离L2比上述范围大，那么不能确保作为元件装载部分11的足够的区域。此外，如果要确保必要大小的元件装载部分11，那么必须使树脂封装大型化，增大引线的弯曲角度，同时使元件装载部分11下侧的树脂层厚度T较薄。
再有，外引线部分最好在树脂密封后进行镀敷处理，即使引线厚度由此变厚也无妨碍。
按照本发明第一结构的电子器件，规定第一外部导出引线的厚度t、厚度t与弯曲深度d的关系和元件装载部分下部的密封树脂厚度T与弯曲深度d的关系。因此，可以降低电子器件的高度，确保作为元件装载部分的必要的平坦区域。此外，由于可以缩短元件装载部分与第二外部导出引线的间隔，所以可以减小长度方向的尺寸。
此外，按照本发明第二结构的电子器件，由于在第一和第二外部导出引线的弯曲部分的底面侧形成凹陷部分，所以该弯曲部分附近的密封树脂回流良好，引线与密封树脂的粘接强度提高。由此，引线自身的强度也提高。此外，由于凹陷部分的底面与密封树脂的底面形成得高于延伸到外部的第一和第二外部导出引线的最下面，所以在向电路板的安装时焊料的粘接和回流等良好。

Claims (8)

1.一种电子器件，具有电子元件、配备装载所述电子元件的元件装载部分且厚度t不足0.1mm的第一外部导出引线、和与所述元件装载部隔开配置的第二外部导出引线，
用树脂密封所述电子元件、所述元件装载部分、所述第一外部导出引线的一部分和所述第二外部导出引线的一部分，
其特征在于，所述第一外部导出引线被弯曲成大致为S字形状，其弯曲深度d在所述第一外部导出引线的厚度t以上，
所述元件装载部分的非电子元件侧的密封树脂的厚度T比所述弯曲深度d小。
2.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述元件装载部分与所述第二外部导出引线的间隔在0.12mm以下。
3.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，密封树脂的长度、宽度和高度的各外形尺寸都在1.0mm以下。
4.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述第一和第二外部导出引线的密封树脂内的内引线部分的宽度大致固定。
5.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述电子元件的厚度与所述第一外部导出引线的厚度t大致相等。
6.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，从长边侧侧面的任一个靠近短边的位置注入所述密封树脂。
7.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述第一外部导出引线的密封树脂底面附近的弯曲部分的外表面曲率半径R在0.05mm以上和所述引线厚度t以下。
8.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，在密封树脂中，包含其粒径为所述引线弯曲深度d的一半以下的填料。
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