JP2006339231A - Circuit arrangement and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回路装置およびその製造方法に関し、特に、回路基板の表面に導電パターンおよび回路素子から成る電気回路が形成された回路装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a circuit device and a method for manufacturing the circuit device, and more particularly to a circuit device in which an electric circuit including a conductive pattern and a circuit element is formed on the surface of a circuit board, and a method for manufacturing the circuit device.
図10を参照して、従来の混成集積回路装置100の構成を説明する(下記特許文献1を参照)。矩形の基板101の表面には、絶縁層102を介して導電パターン103が形成されている。絶縁層102の表面には、導電パターン103の所望の箇所に回路素子105が固着されて、所定の電気回路が形成される。ここでは、回路素子として半導体素子およびチップ素子が、導電パターン103に接続されている。リード104は、基板101の周辺部に形成された導電パターン103から成るパッド109に接続され、外部端子として機能している。封止樹脂108は、基板101の表面に形成された電気回路を封止する機能を有する。
A configuration of a conventional hybrid integrated circuit device 100 will be described with reference to FIG. 10 (see Patent Document 1 below). A conductive pattern 103 is formed on the surface of the rectangular substrate 101 through an insulating layer 102. On the surface of the insulating layer 102, a circuit element 105 is fixed to a desired portion of the conductive pattern 103 to form a predetermined electric circuit. Here, a semiconductor element and a chip element are connected to the conductive pattern 103 as circuit elements. The
封止樹脂108の構造は、2通りの構造がある。第1の構造は、基板101の裏面を露出させて封止樹脂108を形成する方法である。この構造によると、外部に露出する基板101を介して、良好な放熱を行うことができる。第2の構造は、基板101の裏面を含めて全体が被覆されるように封止樹脂108を形成する方法である。この構造によると、基板101の耐圧性および耐湿性を確保することができる。この図では、基板101の裏面も含めて全体を封止している。基板101の裏面を被覆する部分の封止樹脂108の厚みは、例えば0.5mm程度である。特に、基板101が接地電位に接続される場合は、上述した第2の構造が適用され、基板101は外部と絶縁される。
しかしながら、基板101の裏面が被覆されるように封止樹脂108が形成された場合、基板101の裏面を被覆する封止樹脂108の熱伝導率が悪いために、装置全体の放熱性が低下する問題があった。 However, when the sealing resin 108 is formed so as to cover the back surface of the substrate 101, the heat dissipation of the entire apparatus is reduced because the thermal conductivity of the sealing resin 108 covering the back surface of the substrate 101 is poor. There was a problem.
また、基板101の裏面を被覆する封止樹脂108の厚み(T5)を薄く形成すると、放熱性の向上が期待される。しかしながら、封止樹脂108の厚みT5を0.5mm以下に設定すると、射出成形により封止樹脂108を形成するモールド工程にて、基板101の裏面に樹脂が行き渡らない問題があった。 Further, if the thickness (T5) of the sealing resin 108 that covers the back surface of the substrate 101 is reduced, an improvement in heat dissipation is expected. However, when the thickness T5 of the sealing resin 108 is set to 0.5 mm or less, there is a problem that the resin does not spread over the back surface of the substrate 101 in the molding process of forming the sealing resin 108 by injection molding.
更に、放熱性を向上させるために基板101の裏面を外部に露出させると、基板101が接する放熱フィンとの絶縁性を確保できない問題があった。また、基板101と封止樹脂108との接続強度を低下させる問題もあった。更には、基板101の側面と封止樹脂108との界面を介して、内部に水分が浸入してしまう問題があった。 Furthermore, if the back surface of the substrate 101 is exposed to the outside in order to improve heat dissipation, there is a problem that it is not possible to ensure insulation from the heat dissipation fins in contact with the substrate 101. There is also a problem of reducing the connection strength between the substrate 101 and the sealing resin 108. Further, there is a problem that moisture enters the inside through the interface between the side surface of the substrate 101 and the sealing resin 108.
更には、製造工程の途中段階に於いては、リード104により基板101が支持される。従って、リード104と基板101との固着強度を強くするために、パッド109の平面的な大きさは例えば1mm×1mm程度以上に大きく形成されていた。このことから、1つの基板に形成可能なパッド109の個数が少なくなってしまう問題があった。
Furthermore, the substrate 101 is supported by the
本発明は、上述した問題を鑑みてなされ、本発明の主な目的は、耐湿性が向上されて且つ回路基板上に多数個のパッドが形成可能な回路装置およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a main object of the present invention is to provide a circuit device having improved moisture resistance and capable of forming a large number of pads on a circuit board, and a manufacturing method thereof. is there.
本発明の回路装置は、導電パターン、前記導電パターンから成るパッドおよび前記導電パターンと接続された回路素子が表面に形成された回路基板と、前記回路素子の裏面に貼着された金属基板と、前記金属基板の裏面が外部に露出された状態で、少なくとも前記回路基板の表面、側面および裏面の周辺部を被覆する封止樹脂と、前記パッドと金属細線を介して接続され、他端が前記封止樹脂から導出するリードとを具備することを特徴とする。 The circuit device of the present invention includes a conductive pattern, a pad made of the conductive pattern, and a circuit board on which a circuit element connected to the conductive pattern is formed, a metal substrate attached to the back surface of the circuit element, With the back surface of the metal substrate exposed to the outside, at least the front surface, the side surface, and the periphery of the back surface of the circuit board are connected to the sealing resin, and the pad is connected to the metal wire through the other end. And a lead derived from a sealing resin.
本発明の回路装置の製造方法は、吊りリードにより外枠と連結されたランドと、前記ランドを囲むように一端が配置された複数個のリードとを有するリードフレームを用意する工程と、導電パターン、前記導電パターンから成るパッドおよび前記導電パターンと接続された回路素子が表面に形成された回路基板を前記ランドに載置する工程と、前記回路基板のパッドと前記リードとを金属細線により電気的に接続する工程と、前記金属細線が接続する部分の前記リード、前記基板および前記金属細線が覆われるように封止樹脂を形成する工程とを具備することを特徴とする。 A method of manufacturing a circuit device according to the present invention includes a step of preparing a lead frame having a land connected to an outer frame by a suspension lead, and a plurality of leads having one end disposed so as to surround the land, and a conductive pattern A step of placing a circuit board on the surface of which a pad made of the conductive pattern and a circuit element connected to the conductive pattern are formed on the land; and the pad of the circuit board and the lead are electrically connected by a thin metal wire And a step of forming a sealing resin so as to cover the lead, the substrate, and the thin metal wire at a portion to which the fine metal wire is connected.
更に、本発明の回路装置の製造方法は、吊りリードにより外枠と連結されたランドと、前記ランドを囲むように一端が配置された複数個のリードとを有するリードフレームを用意する工程と、導電パターン、前記導電パターンから成るパッドおよび前記導電パターンと接続された回路素子が表面に形成された回路基板を前記ランドに載置する工程と、前記回路基板のパッドと前記リードとを金属細線により電気的に接続し、少なくとも2つの前記リードを前記回路基板と機械的に結合する工程と、前記回路基板の周辺部に対応する領域の前記吊りリードを部分的に除去する工程と、前記金属細線が接続する部分の前記リード、前記基板および前記金属細線が覆われるように封止樹脂を形成する工程とを具備することを特徴とする。 Furthermore, the method of manufacturing a circuit device according to the present invention includes a step of preparing a lead frame having a land connected to an outer frame by a suspension lead, and a plurality of leads having one end arranged so as to surround the land; A step of placing on the land a conductive pattern, a pad made of the conductive pattern, and a circuit board on which a circuit element connected to the conductive pattern is formed, and the pad and the lead of the circuit board are connected by a thin metal wire Electrically connecting and mechanically coupling at least two of the leads to the circuit board; partially removing the suspension leads in a region corresponding to a peripheral portion of the circuit board; and the thin metal wires Forming a sealing resin so as to cover the lead, the substrate, and the fine metal wires of the portion to be connected.
本発明によれば、回路装置の裏面に金属基板が貼着されているので、回路装置に内蔵された回路素子から発生する熱の放熱性を向上させることができる。また、封止樹脂は金属基板が露出するように、回路基板の表面、側面および裏面の周辺部を被覆している。従って、封止樹脂によりアンカー効果が発生し、封止樹脂と回路基板との接着強度を向上させることができる。また、回路基板の周辺部裏面も封止樹脂により被覆されるので、耐湿性も向上されている。 According to the present invention, since the metal substrate is adhered to the back surface of the circuit device, it is possible to improve the heat dissipation of heat generated from the circuit elements incorporated in the circuit device. Further, the sealing resin covers the peripheral portions of the front surface, the side surface, and the back surface of the circuit board so that the metal substrate is exposed. Therefore, an anchor effect is generated by the sealing resin, and the adhesive strength between the sealing resin and the circuit board can be improved. Further, since the back surface of the peripheral portion of the circuit board is also covered with the sealing resin, the moisture resistance is also improved.
更に、本発明によれば、回路基板上のパッドとリードとが金属細線を介して接続されので、個々のパッドの大きさを従来よりも小さくすることができ、より多数個のパッドを回路基板上に形成することができる。 Furthermore, according to the present invention, since the pads and leads on the circuit board are connected via the fine metal wires, the size of each pad can be made smaller than before, and a larger number of pads can be connected to the circuit board. Can be formed on top.
本発明の回路装置の製造方法によれば、ランドおよびリードを具備するリードフレームを用意し、ランドの表面に回路基板を固着した後に、回路基板上のパッドとリードとを金属細線を用いて接続している。従って、製造工程の途中段階に於いては、ランドにより回路基板が機械的に支持されており、リードにて回路基板を支持する必要が無い。このことから、機械的強度が低いワイヤボンディングにより回路基板上のパッドとリードとを接続することができる。 According to the method for manufacturing a circuit device of the present invention, after preparing a lead frame having lands and leads, and fixing the circuit board to the surface of the lands, the pads and the leads on the circuit board are connected using the fine metal wires. is doing. Therefore, in the middle of the manufacturing process, the circuit board is mechanically supported by the lands, and there is no need to support the circuit board by the leads. For this reason, the pads and the leads on the circuit board can be connected by wire bonding with low mechanical strength.
更に、本発明の回路装置の製造方法によれば、吊りリードにより外枠と連結されたランドに回路基板を載置し、回路基板上のパッドとリードとを接続した後に、回路基板の周辺部に位置する吊りリードを除去している。従って、回路基板の周辺部に位置する吊りリードが除去されることから、回路基板と吊りリードとがショートしてしまうことが防止されている。また、少なくとも2つのリードと回路基板とを機械的に接続することにより、吊りリードが除去された後でも、回路基板とリードフレームとを連結された状態に維持することができる。 Furthermore, according to the method for manufacturing a circuit device of the present invention, after the circuit board is placed on the land connected to the outer frame by the suspension lead, the pad on the circuit board and the lead are connected, and then the peripheral portion of the circuit board The suspension lead located at is removed. Accordingly, since the suspension leads located in the peripheral portion of the circuit board are removed, it is possible to prevent the circuit board and the suspension leads from being short-circuited. Further, by mechanically connecting at least two leads and the circuit board, the circuit board and the lead frame can be maintained in a connected state even after the suspension leads are removed.
<第1の実施の形態>
本形態では、回路装置の一例として混成集積回路装置10の構造を説明する。
<First Embodiment>
In this embodiment, the structure of the hybrid integrated circuit device 10 will be described as an example of a circuit device.
図1を参照して、本発明の混成集積回路装置10の構成を説明する。図1(A)は混成集積回路装置10を斜め上方から見た斜視図であり、図1(B)は図1(A)のB−B’線に於ける断面図である。 The configuration of the hybrid integrated circuit device 10 of the present invention will be described with reference to FIG. 1A is a perspective view of the hybrid integrated circuit device 10 as viewed obliquely from above, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG.
矩形の回路基板11の表面には、第1の絶縁層12Aが形成されている。そして、所定の形状の導電パターン13が、第1の絶縁層12Aの表面に形成されている。更に、導電パターン13の所定の箇所には、半田や導電性ペーストを介して、半導体素子15Aおよびチップ素子15Bが電気的に接続されている。回路基板11の表面に形成された導電パターン13、半導体素子15Aおよびチップ素子15Bは、封止樹脂14により被覆されている。
A first insulating layer 12 </ b> A is formed on the surface of the
回路基板11は、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の金属を主材料とする金属基板である。回路基板11の具体的な大きさは、例えば、縦×横×厚さ=30mm×15mm×0.5mm程度である。回路基板11の材料としては銅が好適である。銅を主材料とする回路基板11は、厚みが0.5mm程度に薄くても、温度変化等による反りが小さく、且つ機械的強度も十分である。また、回路基板11としてアルミニウムより成る基板を採用した場合は、回路基板11の両主面はアルマイト処理される。
The
回路基板11の材料として銅を採用することにより、回路基板11上に形成された導電パターン13の表面に、金メッキ膜や銀メッキ膜を容易に形成することができる。この理由は、導電パターン13の表面に金メッキ膜や銀メッキ膜を形成するために、メッキ処理を行う電解溶液中に回路基板11を浸漬しても、銅から成る回路基板11は溶解しないからである。一方、アルミニウムから成る基板を、金メッキ処理を行う電解溶液に浸漬すると、アルミニウムが電解溶液中に溶解して、電解溶液を汚染してしまう恐れがある。従って、アルミニウムから成る回路基板11に、金メッキ処理を行う場合には、アルミニウムの露出面を樹脂膜等により保護する必要がある。
By adopting copper as the material of the
第1の絶縁層12Aは、回路基板11の上面全域を覆うように形成されている。第1の絶縁層12Aは、AL2O3等のフィラーが高充填されたエポキシ樹脂等から成る。このことにより、内蔵される回路素子から発生した熱を、回路基板11を介して積極的に外部に放出することができる。第1の絶縁層12Aの具体的な厚みは、例えば50μm程度である。この厚みの絶縁層12により、4KVの耐圧(絶縁破壊耐圧)を確保することができる。
The first insulating layer 12 </ b> A is formed so as to cover the entire upper surface of the
第2の絶縁層12Bは、回路基板11の裏面を覆うように形成されている。第2の絶縁層12Bの組成および厚さは、第1の絶縁層12Aと同様でよい。回路基板11の裏面を第2の絶縁層12Bにて被覆することで、回路基板11の裏面の耐圧性を確保することができる。ここでは、回路基板11の裏面と金属基板16の上面とが、第2の絶縁層12Bにより絶縁されている。
The second insulating layer 12 </ b> B is formed so as to cover the back surface of the
導電パターン13は銅等の金属から成り、所定の電気回路が実現されるように第1の絶縁層12Aの表面に形成される。また、リード25が導出する辺に、導電パターン13からなるパッド13Aが形成される。ここでは単層の導電パターン13が図示されているが、絶縁層を介して積層された多層の導電パターン13が回路基板11の上面に形成されても良い。
The conductive pattern 13 is made of a metal such as copper and is formed on the surface of the first insulating layer 12A so as to realize a predetermined electric circuit. A pad 13A made of the conductive pattern 13 is formed on the side from which the lead 25 is led out. Although a single-layer conductive pattern 13 is shown here, a multilayer conductive pattern 13 laminated via an insulating layer may be formed on the upper surface of the
パッド13Aは、回路基板11の周辺部に複数個が配置されて、その上面には径が30μm程度の金属細線17がワイヤボンディングされている。パッド13Aは、対向する回路基板11の側辺に沿って、周辺部に複数個が配置されている。パッド13Aの平面的な大きさは、金属細線17がワイヤボンディング可能な大きさであれば良く、例えば200μm×200μm程度である。また、金(Au)から成る金属細線17のワイヤボンディングを行うために、パッド13Aの上面は金(Au)から成るメッキ膜24により被覆されている。このように本形態では、パッド13Aの平面的な大きさを従来例よりも小さくすることができるので、より多数個のパッド13Aを回路基板11上に形成することが可能となる。
A plurality of pads 13A are arranged in the peripheral part of the
半導体素子15Aおよびチップ素子15Bの回路素子は、導電パターン13の所定の箇所に固着されている。半導体素子15Aとしては、トランジスタ、LSIチップ、ダイオード等が採用される。ここでは、半導体素子15Aと導電パターン13とは、金属細線17を介して接続される。チップ素子15Bとしては、チップ抵抗やチップコンデンサ等が採用される。更に、チップ素子15Bとしては、インダクタンス、サーミスタ、アンテナ、発振器など、両端に電極部を有する素子が採用される。更にまた、樹脂封止型のパッケージ等も、回路素子として導電パターン13に固着することができる。 The circuit elements of the semiconductor element 15 </ b> A and the chip element 15 </ b> B are fixed to predetermined portions of the conductive pattern 13. As the semiconductor element 15A, a transistor, an LSI chip, a diode, or the like is employed. Here, the semiconductor element 15 </ b> A and the conductive pattern 13 are connected via a thin metal wire 17. As the chip element 15B, a chip resistor, a chip capacitor, or the like is employed. Furthermore, as the chip element 15B, an element having electrode portions at both ends, such as an inductance, a thermistor, an antenna, and an oscillator, is employed. Furthermore, a resin-sealed package or the like can be fixed to the conductive pattern 13 as a circuit element.
リード25は、一端が回路基板11上のパッド13Aと電気的に接続され、他端が封止樹脂14から外部に導出している。リード25は、銅(Cu)、アルミニウム(Al)またはFe−Niの合金等などを主成分とした金属から成る。金属基板11の上面に形成されたパッド13Aとリード25とは、径が30μm程度の金(Au)等から成る金属細線17により接続される。また、金属細線17が接続されるリード25の表面は、金(Au)から成るメッキ膜19が形成されている。
One end of the lead 25 is electrically connected to the pad 13 </ b> A on the
ここでは、回路基板11の対向する2つの側辺に沿って設けたパッド13Aにリード25を接続している。しかしながら、回路基板11の1つの側辺または4つの側辺に沿ってパッド13Aを設けて、このパッド13Aにリード25を接続しても良い。
Here, the lead 25 is connected to the pad 13A provided along two opposing sides of the
封止樹脂14は、熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールドまたは熱可塑性樹脂を用いるインジェクションモールドにより形成される。図1(B)では、封止樹脂14により、導電パターン13、半導体素子15A、チップ素子15B、金属細線17が封止されている。更に、回路基板11の表面および側面が封止樹脂14により被覆されている。また、回路基板11の裏面においては、周辺部のみが封止樹脂14により被覆されている。そして、回路基板11の中央部付近は、封止樹脂14により覆われずに、金属基板16が貼着されている。ここで、回路基板11の裏面も被覆されるように封止樹脂14が形成されても良い。
The sealing resin 14 is formed by a transfer mold using a thermosetting resin or an injection mold using a thermoplastic resin. In FIG. 1B, the conductive pattern 13, the semiconductor element 15 </ b> A, the chip element 15 </ b> B, and the thin metal wire 17 are sealed with the sealing resin 14. Further, the surface and side surfaces of the
図1(B)を参照して、回路基板11の裏面は、周辺部付近が封止樹脂14により覆われている。図面では、封止樹脂14により覆われる領域の幅をL1で示している。このL1の長さは要求される耐圧により変化するが、2mm〜3mm程度以上にすることが好ましい。このことにより、回路基板11の端部Pの耐圧を確保することができる。具体的には、L1の長さが2mmの場合は、端部Pの耐圧を2KV確保することができる。また、L1の長さが3mmの場合は、端部Pの耐圧を3KV確保することができる。尚、回路基板11の裏面を被覆する部分の封止樹脂14の厚みT1は、例えば0.3mm程度である。
With reference to FIG. 1B, the back surface of the
本形態では、回路基板11裏面の周辺部を封止樹脂14により被覆することで、回路基板11の端部Pの耐圧性を確保することができる。具体的には、回路基板11の上面および裏面には、第1の絶縁層12Aおよび第2の絶縁層12Bが全面的に形成されている。従って、回路基板11の上面および裏面の耐圧性は、第1の絶縁層12Aおよび第2の絶縁層12Bにより確保されている。それに対して回路基板11の側面は、樹脂層により被覆されておらず、金属面が露出している。このことから、回路基板11の絶縁を確保するためには、回路基板11の側面(特に端部P)が、回路基板11と封止樹脂14との境界面を介して外部とショートすることを防止する必要がある。そこで、本形態では、端部Pが外部と離間されるように、回路基板11裏面の周辺部に封止樹脂14を形成している。即ち、端部Pを包み込むように封止樹脂14が形成されている。従って、回路基板11全体の耐圧性は確保されている。
In the present embodiment, the pressure resistance of the end portion P of the
更に、本形態では、回路基板11の裏面の周辺部のみが封止樹脂14により被覆され、回路基板11裏面の他の領域は金属基板16に当接している。従って、半導体素子15A等が駆動することにより発生する熱は、回路基板11および金属基板16を介して良好に外部に放出される。また、回路基板11裏面の周辺部を封止樹脂14により被覆することで、アンカー効果が発生し、回路基板11と封止樹脂14との接着強度が向上する効果がある。更には、回路基板11裏面の周辺部が封止樹脂14により被覆されるので、耐湿性も向上されている。
Furthermore, in this embodiment, only the peripheral portion on the back surface of the
図2を参照して、混成集積回路装置10の下部には、放熱フィン21が固着されている。放熱フィン21は、銅やアルミ等の金属から成る。ここでは、混成集積回路装置10の下面に露出する金属基板16を介して、放熱フィン21の上面が混成集積回路装置10の下部に接続されている。この構造により、半導体素子15A等の回路素子から発生した熱は、回路基板11、金属基板16および放熱フィン21を介して外部に放出される。上記したように、回路基板11の裏面の周辺部が封止樹脂14により被覆されているので、回路基板11の端部Pの耐圧は十分に確保されている。従って、放熱フィン21と回路基板11とは絶縁されている。
Referring to FIG. 2, heat radiation fins 21 are fixed to the lower part of hybrid integrated circuit device 10. The radiation fin 21 is made of a metal such as copper or aluminum. Here, the upper surface of the radiation fin 21 is connected to the lower portion of the hybrid integrated circuit device 10 through the metal substrate 16 exposed on the lower surface of the hybrid integrated circuit device 10. With this structure, heat generated from circuit elements such as the semiconductor element 15 </ b> A is released to the outside through the
図3を参照して、混成集積回路装置10の構造を更に説明する。図3(A)は混成集積回路装置10の平面図であり、図3(B)はリード25Aと回路基板11とが機械的に接続される固定部18を示す断面図である。
The structure of the hybrid integrated circuit device 10 will be further described with reference to FIG. FIG. 3A is a plan view of the hybrid integrated circuit device 10, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing the fixing portion 18 where the
図3(A)を参照して、回路基板11の周辺部に設けた複数のパッド13Aは、金属細線17を介してリード25と接続されている。ここで、回路基板11上の全てのパッド13Aを金属細線17を介して接続しても良いが、一部のリード25Aを回路基板11に機械的に接続しても良い。ここでは、回路基板11の4角に位置するパッド13Aに接続されるリード25Aが、固定部18を介して回路基板11に機械的に接続されている。固定部18の構造としては、ロウ材(半田)を介してリード25Aの裏面をパッド13Aに固着しても良いし、回路基板11を部分的に突出させて突起部31を形成し、この突起部31にリード25Aをかしめても良い。更には、端部に位置するリード25Aを、径が500μm程度の太線を用いてパッド13Aと接続することによっても、リード25Aと回路基板11とを機械的に接続することが可能である。
With reference to FIG. 3A, the plurality of pads 13 </ b> A provided in the peripheral portion of the
固定部18を設けることにより、製造工程の途中段階に於いて、リード25Aにより回路基板11を支持することができる。更に、リード25Aとパッド13Aとが接触する面積が大きくなるので、金属細線17による接続と比較すると、リード25Aとパッド13Aとの接続箇所の電流容量が大きくなる。このことから、リード25Aを、接地端子または電源端子として用いることもできる。
By providing the fixing portion 18, the
図3(B)を参照して、固定部18の具体的な構造を説明する。固定部18では、回路基板11を部分的に上方に突出させた突出部31により、リード25がかしめられている。具体的には、突出部31は、回路基板11に対して裏面からプレス機を用いた半抜き加工を行うことにより、回路装置11を部分的に上方に突出させて形成されている。そして、リング状に形成されたリード25Aの先端部は、突出部31を囲むように回路基板11上に載置されている。更に、押圧変形された突起部31の上部により、リング状のリード25Aの先端部がかしめられている。固定部18に於いて、リード25Aの裏面はパッド13Aの上面に接触しており、両者は電気的に接続されている。また、固定部18により、リード25Aは回路基板11と電気的にも接続されているので、固定部18を介して回路基板11を接地電位と接続することもできる。更にまた、突起部31とリード25との接続をより確実にするために、固定部18に半田等や導電性ペーストを塗布しても良い。
With reference to FIG. 3 (B), the specific structure of the fixing | fixed part 18 is demonstrated. In the fixing portion 18, the lead 25 is caulked by a protruding portion 31 that partially protrudes the
<第2の実施の形態>
本形態では、図4から図6を参照して、混成集積回路装置の製造方法を説明する。本形態の製造方法では、回路基板11上のパッド13Aとリード25との接続を金属細線17により行う。また、多数個のリード25およびランド45が設けられたリードフレーム40を用いて、混成集積回路装置を製造する。製造工程の途中段階に於いては、ランド45に回路基板11が固着されることで、回路基板11はリードフレーム40に保持されている。
<Second Embodiment>
In this embodiment, a method for manufacturing a hybrid integrated circuit device will be described with reference to FIGS. In the manufacturing method of this embodiment, the connection between the pad 13 </ b> A on the
図4を参照して、先ず、ランド45およびリード25が設けられたリードフレーム40を用意する。図4(A)は、リードフレーム40に設けられる1つのユニット46を示す平面図であり、図4(B)は図4(A)のB−B’線での断面図であり、図4(C)は図4(A)のC−C’線での断面図であり、図4(D)はリードフレーム40の全体を示す平面図である。これらの図では、載置予定の回路基板11を点線にて図示している。
Referring to FIG. 4, first, a lead frame 40 provided with lands 45 and leads 25 is prepared. 4A is a plan view showing one unit 46 provided in the lead frame 40, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 4A. 4C is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. 4A, and FIG. 4D is a plan view showing the entire lead frame 40. FIG. In these drawings, the
図4(A)を参照して、ユニット46は、回路基板11が載置される領域に一端が接近した多数個のリード25と、吊りリード43を介してリードフレーム40の外枠41と連結されたランド45とから成る。
Referring to FIG. 4A, the unit 46 is connected to the outer frame 41 of the lead frame 40 via a large number of leads 25 whose one ends are close to the region where the
リード25は、紙面上では、左右両方向から回路基板11が載置される領域に向かって延在している。複数個のリード25は、タイバー44により互いに連結されることで、変形が防止されている。また、後の工程にて金属細線が接続される部分のリード25の上面には、メッキ膜24が形成されている。
On the paper surface, the lead 25 extends from both the left and right directions toward a region where the
ランド45は、回路基板11が載置される領域の内部に形成されており、製造工程に於いては、回路基板11を機械的に支持する役割を有する。ランド45は、紙面上にて上下方向に延在する吊りリード43により、リードフレーム40の外枠41と連結されている。また、吊りリード43と外枠41とが連続する接続部42は幅が狭く成っている。このことにより、後の工程にて吊りリード43の外枠41からの分離が容易になる。ここでは、2つの接続部42を設けることで、ランド45および吊りリード43により、回路基板11を安定して支持している。更に、ランド45は回路基板11の裏面に残存して、装置全体の放熱性を向上させる機能も有する。
The land 45 is formed inside a region where the
図4(B)および図(C)の断面図を参照して、吊りリード43が下方に曲折されることで、ランド45は外枠41よりも下方に位置する。このことにより、回路基板11の上面に載置される回路素子等を、装置の厚み方向の中央部付近に位置させることができる。従って、温度変化等の外的要因により装置全体に曲げ応力が作用した場合でも、回路素子に作用する応力を小さくすることができ、回路素子の接続信頼性を向上させることができる。
With reference to the cross-sectional views of FIGS. 4B and 4C, the land 45 is positioned below the outer frame 41 by bending the suspension lead 43 downward. As a result, the circuit element or the like placed on the upper surface of the
図4(D)を参照して、短冊状のリードフレーム40には、上述したような構成のユニット46が、複数個離間して配置される。本形態では、リードフレーム40に複数個のユニット46を設けて混成集積回路装置を製造することにより、ワイヤボンディングおよびモールド工程等を一括して行い、生産性を向上させている。 Referring to FIG. 4D, a plurality of units 46 having the above-described configuration are arranged apart from each other in a strip-shaped lead frame 40. In this embodiment, a plurality of units 46 are provided in the lead frame 40 to manufacture a hybrid integrated circuit device, whereby wire bonding and a molding process are performed collectively to improve productivity.
図5を参照して、次に、ランド45上に回路基板11を載置した後に、回路基板11の表面に形成されたパッド13Aとリード25とを接続する。図5(A)は回路基板11が載置されたユニット46の平面図であり、図5(B)および図5(C)は図5(A)のB−B’線での断面図である。ここで、図5(A)では、回路基板11の表面に形成される導電パターン等を省略してある。
Referring to FIG. 5, next, after placing
図5(A)および図5(B)を参照して、表面に導電パターン13および半導体素子15A等が固着された回路基板11は、導電性または絶縁性の接着剤を介してランド45の上面に固着される。ここでは、回路基板11の対向する2つの側辺に沿って、多数個のパッド13Aが形成されている。また、パッド13Aの表面は、ボンディング性を向上させるために金メッキや銀メッキにより被覆されている。
Referring to FIGS. 5A and 5B, the
回路基板11を載置した後に、回路基板11上のパッド13Aをリード25とを金属細線17により接続する。パッド13Aの上面およびリード25の上面は、金等から成るメッキ膜により被覆されているので、金属細線17として金(Au)から成る金線を用いることができる。金属細線17の材料として金を採用することにより、ワイヤボンディングに係る時間を短縮することができるので、生産性を向上させることができる。
After placing the
図5(C)を参照して、ここでは、金属細線17によりリード25と半導体素子15Aとが直に接続されている。このように、回路基板11上の半導体素子15Aとリード25とを直に接続することにより、回路基板11上の導電パターン13の構成を簡素化することができる。
Referring to FIG. 5C, here, the lead 25 and the semiconductor element 15A are directly connected by the thin metal wire 17. Thus, the configuration of the conductive pattern 13 on the
図6を参照して、次に、回路基板11が被覆されるように封止樹脂を形成する。図6(A)は金型を用いて回路基板11をモールドする工程を示す断面図であり、図6(B)はモールドを行った後のリードフレーム40を示す平面図である。
Next, referring to FIG. 6, a sealing resin is formed so as to cover the
図6(A)を参照して、先ず、回路基板11の下方に位置するランド45の裏面を、下金型22Bに当接させる。そして、上金型22Aと下金型22Bとを当接させることにより、キャビティ23の内部に回路基板11を収納させる。更に、金型に設けたゲート(不図示)からキャビティ23に樹脂を注入して、回路基板11を封止する。本形態では、回路基板11裏面の中央部の領域はランド45により被覆されているので、この領域に封止樹脂を行き渡らせる必要がない。従って、回路基板11周辺部の下方の領域A1のみに封止樹脂を行き渡らせばよいので、封止樹脂が充填されないボイドが発生するのを防止することができる。本工程では、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールドまたは、熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールドが行われる。また、不図示のゲートは吊りリード43の近傍に設けられている。
With reference to FIG. 6A, first, the back surface of the land 45 located below the
図6(B)を参照して、上述したモールド工程が終了した後に、吊りリード43およびリード25をリードフレーム40から分離する。具体的には、接続部42が設けられた箇所にて、吊りリード43を外枠41から分離する。接続部42は幅が細く形成されているので、封止樹脂14を押圧することにより、吊りリード43を容易に外枠41から分離することができる。更に、タイバー44が設けられた箇所にてリード25を分離し、図1に示すような混成集積回路装置をリードフレーム40から分離する。 With reference to FIG. 6B, after the above-described molding process is completed, the suspension lead 43 and the lead 25 are separated from the lead frame 40. Specifically, the suspension lead 43 is separated from the outer frame 41 at a place where the connection portion 42 is provided. Since the connecting portion 42 is formed with a narrow width, the suspension lead 43 can be easily separated from the outer frame 41 by pressing the sealing resin 14. Further, the lead 25 is separated at the place where the tie bar 44 is provided, and the hybrid integrated circuit device as shown in FIG. 1 is separated from the lead frame 40.
<第3の実施の形態>
本形態では、図7から図9を参照して、混成集積回路装置の他の製造方法を説明する。本形態の回路装置の製造方法は、基本的には第2の実施の形態と同様である。本形態では、回路基板11の周辺部に対応する部分の吊りリード43を、製造工程の途中にて除去している。更に、吊りリード43を除去した後では、リード25Aにより回路基板11を機械的に支持している。回路基板11の周辺部に位置する吊りリード43が除去されることで、製造される混成集積回路装置に於いて、吊りリード43と回路基板11とのショートを防止することができる。
<Third Embodiment>
In this embodiment, another method for manufacturing a hybrid integrated circuit device will be described with reference to FIGS. The manufacturing method of the circuit device of this embodiment is basically the same as that of the second embodiment. In this embodiment, a portion of the suspension lead 43 corresponding to the peripheral portion of the
図7を参照して、先ず、リードフレーム40に回路基板11を固着する。図7(A)はリードフレーム40の平面図であり、図7(B)は図7(A)のB−B’線に於ける断面図であり、図7(C)は回路基板11を固定する固定部18の構成を示す断面図である。
With reference to FIG. 7, first, the
図7(A)および図7(B)を参照して、回路基板11は、リードフレーム40のランド45の上面に固着される。また、回路基板11上のパッド13Aは、金属細線17を介してリード25と接続される。
With reference to FIGS. 7A and 7B, the
本形態では、吊りリード43には2つの接続部42Aおよび42Bが設けられている。このことにより、回路基板11の周辺部に位置する吊りリード43を、リードフレーム40から分離することができる。具体的には、接続部42Aは、吊りリード43と外枠41とが連続する部分に設けられている。更に、もう一つの接続部42Bは、吊りリード43の中間部に設けられている。接続部42Aおよび接続部42Bは、その幅が狭く形成されることにより、吊りリード43の部分的な除去を可能にしている。
In this embodiment, the suspension lead 43 is provided with two connection portions 42A and 42B. As a result, the suspension leads 43 located on the periphery of the
リード25Aは、固定部18を介して回路基板11と機械的に接続されている。ここでは、回路基板11の4角付近にて、リード25Aが回路基板11に機械的に接続されている。リード25Aが機械的に回路基板11に固定されることにより、吊りリード43が除去された後でも、回路基板11とリードフレーム40とを連結された状態に保持することができる。ここでは、回路基板11の角部にリード25Aが固着されているが、回路基板11の角部以外の部分にて、リード25Aを回路基板11に固定することも可能である。更には、リード25Aの個数は必ずしも4つである必要はなく、少なくとも2つのリード25Aを回路基板11に機械的に接続ことで、回路基板11をリードフレーム40に固定することができる。
The lead 25 </ b> A is mechanically connected to the
図7(C)を参照して、固定部18では、回路基板11を部分的に突出させて設けた突起部31により、リング状に形成されたリード25Aの先端部がかしめられている。固定部18の具体的な構成は、図3(B)の説明と同様である。
Referring to FIG. 7C, in the fixing portion 18, the tip end portion of the lead 25 </ b> A formed in a ring shape is caulked by a protruding portion 31 provided by partially protruding the
ここで、かしめ以外の構成により、リード25Aと回路基板11とを機械的に結合することも可能である。具体的には、径が500μm程度の太線により、回路基板11上のパッド13Aとリード25Aとを接続することで、両者を機械的に接合することができる。また、半田等の接合材を介して、リード25Aの裏面をパッド13Aに接合することでも、両者を機械的に接合することができる。
Here, the lead 25 </ b> A and the
図8を参照して、次に、回路基板11の周辺部に位置する吊りリード43を、リードフレーム40から分離する。図8(A)および図8(B)は、吊りリード43を部分的に分離する状態を示す断面図である。図8(C)は吊りリード43が部分的に除去された後のリードフレーム40の平面図である。
With reference to FIG. 8, next, the suspension leads 43 located on the periphery of the
図8(A)および図8(B)を参照して、吊りリード43の部分的な分離は、吊りリード43を上方から押圧することにより行う。ここでは、回路基板11の周辺部に位置する部分の吊りリード43を、プレス機等を用いて上方から押圧している。この押圧により、接続部42Aおよび接続部42Bの部分から、吊りリード43が部分的に分離される。本工程では、回路基板11の裏面に貼着されたランド45は、回路基板11から分離されない。
With reference to FIGS. 8A and 8B, partial separation of the suspension lead 43 is performed by pressing the suspension lead 43 from above. Here, the suspension leads 43 located in the periphery of the
図8(C)を参照して、上記工程により、回路基板11の周辺部に位置する部分の吊りリード43は除去され、ランド45はリードフレーム40から分離されている。本工程以降は、固定部18を介して機械的に回路基板11に接続されたリード25Aにより、回路基板11は、リードフレーム40に保持されている。
With reference to FIG. 8C, the portion of the suspension lead 43 located in the periphery of the
図9を参照して、次に、回路基板11が被覆されるように封止樹脂14を形成する。
Next, referring to FIG. 9, a sealing resin 14 is formed so as to cover the
図9(A)の断面図を参照して、ランド45の裏面を下金型22Bの上面に当接させた状態でモールドを行う。本形態では、リード25Aを介して回路基板11のキャビティ23内部に於ける位置が固定されているので、キャビティ23の内部に注入された樹脂の圧力による回路基板11の移動が防止されている。
Referring to the cross-sectional view of FIG. 9A, molding is performed in a state where the back surface of the land 45 is in contact with the upper surface of the lower mold 22B. In this embodiment, since the position inside the cavity 23 of the
図9(B)を参照して、タイバー44が設けられた領域にて各リード25を分離することにより、第1の実施の形態に示すような混成集積回路装置が得られる。本形態では、回路基板11の周辺部に位置する部分の吊りリード43が除去されているので、製造される混成集積回路装置に於いては、回路基板11と吊りリード43とのショートが防止されている。即ち、図1を参照すると、回路基板11の裏面に貼着された金属基板16と回路基板11の側面との絶縁が確保されている。
Referring to FIG. 9B, by separating each lead 25 in the region where tie bar 44 is provided, a hybrid integrated circuit device as shown in the first embodiment is obtained. In this embodiment, since the suspension leads 43 located in the peripheral portion of the
10 混成集積回路装置
11 回路基板
12A 第1の絶縁層
12B 第2の絶縁層
13 導電パターン
14 封止樹脂
15 回路素子
15A 半導体素子
15B チップ素子
16 金属基板
17 金属細線
19 メッキ膜
18 固定部
22A 上金型
22B 下金型
23 キャビティ
25 リード
25A リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hybrid
Claims (13)
前記回路素子の裏面に貼着された金属基板と、
前記金属基板の裏面が外部に露出された状態で、少なくとも前記回路基板の表面、側面および裏面の周辺部を被覆する封止樹脂と、
前記パッドと金属細線を介して接続され、他端が前記封止樹脂から導出するリードとを具備することを特徴とする回路装置。 A circuit board having a conductive pattern, a pad made of the conductive pattern, and a circuit element connected to the conductive pattern formed on the surface;
A metal substrate attached to the back surface of the circuit element;
With the back surface of the metal substrate exposed to the outside, a sealing resin that covers at least the front surface, side surface, and peripheral portion of the back surface of the circuit board;
A circuit device comprising: a lead connected to the pad through a fine metal wire, the other end being led out from the sealing resin.
前記リードを前記突起部にかしめることで、前記リードを前記回路基板に機械的に結合することを特徴とする請求項1記載の回路装置。 Protrusions are formed by partially projecting the circuit board,
The circuit device according to claim 1, wherein the lead is mechanically coupled to the circuit board by caulking the lead to the protrusion.
導電パターン、前記導電パターンから成るパッドおよび前記導電パターンと接続された回路素子が表面に形成された回路基板を前記ランドに載置する工程と、
前記回路基板のパッドと前記リードとを金属細線により電気的に接続する工程と、
前記金属細線が接続する部分の前記リード、前記基板および前記金属細線が覆われるように封止樹脂を形成する工程とを具備することを特徴とする回路装置の製造方法。 Preparing a lead frame having a land connected to the outer frame by a suspension lead, and a plurality of leads having one end disposed so as to surround the land;
Placing a circuit board having a conductive pattern, a pad made of the conductive pattern, and a circuit element connected to the conductive pattern on the surface;
Electrically connecting the pads of the circuit board and the leads with fine metal wires;
And a step of forming a sealing resin so as to cover the lead, the substrate, and the fine metal wire at a portion to which the fine metal wire is connected.
前記ランドにより被覆されない前記回路基板の裏面を前記封止樹脂により被覆し、
前記ランドの裏面を前記封止樹脂から露出させることを特徴とする請求項6記載の回路装置の製造方法。 The land is formed smaller than the substrate;
Covering the back surface of the circuit board not covered with the land with the sealing resin,
The method for manufacturing a circuit device according to claim 6, wherein a back surface of the land is exposed from the sealing resin.
導電パターン、前記導電パターンから成るパッドおよび前記導電パターンと接続された回路素子が表面に形成された回路基板を前記ランドに載置する工程と、
前記回路基板のパッドと前記リードとを金属細線により電気的に接続し、少なくとも2つの前記リードを前記回路基板と機械的に結合する工程と、
前記回路基板の周辺部に対応する領域の前記吊りリードを部分的に除去する工程と、
前記金属細線が接続する部分の前記リード、前記基板および前記金属細線が覆われるように封止樹脂を形成する工程とを具備することを特徴とする回路装置の製造方法。 Preparing a lead frame having a land connected to the outer frame by a suspension lead, and a plurality of leads having one end disposed so as to surround the land;
Placing a circuit board having a conductive pattern, a pad made of the conductive pattern, and a circuit element connected to the conductive pattern on the surface;
Electrically connecting the pads of the circuit board and the leads with fine metal wires, and mechanically coupling at least two of the leads to the circuit board;
Partially removing the suspension leads in a region corresponding to a peripheral portion of the circuit board;
And a step of forming a sealing resin so as to cover the lead, the substrate, and the fine metal wire at a portion to which the fine metal wire is connected.
前記ランドにより被覆されない前記回路基板の裏面を前記封止樹脂により被覆し、
前記ランドの裏面を前記封止樹脂から露出させることを特徴とする請求項9記載の回路装置の製造方法。 The land is formed smaller than the substrate;
Covering the back surface of the circuit board not covered with the land with the sealing resin,
The method for manufacturing a circuit device according to claim 9, wherein a back surface of the land is exposed from the sealing resin.
前記リードを前記突起部にかしめることで、前記リードを前記回路基板に機械的に結合することを特徴とする請求項9記載の回路装置の製造方法。
Protrusions are formed by partially projecting the circuit board,
The method of manufacturing a circuit device according to claim 9, wherein the lead is mechanically coupled to the circuit board by caulking the lead to the protrusion.
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