JP2011044601A - リードフレーム、パッケージ型電子部品及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板に対するチップ素子の位置決め精度を高めることができるリードフレーム、パッケージ型電子部品及び電子機器を提供する。
【解決手段】リードフレーム４は、チップ素子３０を搭載するダイパッド４ｃ、及びチップ素子３０の電極３０ａにボンディングワイヤ５を介して接続するリード４を有し、前記リード４ｄの内側リード４０ｄ及びダイパッド４ｃがチップ素子３０と共にパッケージ３１によって封止されるリードフレーム４であって、パッケージ３１外に露出し、かつダイパッド４ｃにチップ素子３０を位置決めするための認識基準となる第１認識基準部４０ｅ，４０ｅ及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、リードフレーム、パッケージ型電子部品及び電子機器に関し、特にダイパッド上に搭載されるチップ素子を樹脂パッケージで封止してなるリードフレーム、パッケージ型電子部品及び電子機器に関する。

従来のパッケージ型電子部品には、半導体素子からなるチップ素子と共に樹脂パッケージによって一部が封止されるリードフレームを用いて構成されるものがある（例えば特許文献１）。

チップ素子は、複数の電極を有している。リードフレームは、複数の電極にボンディングワイヤによってそれぞれ接続する複数のリード、及びチップ素子を搭載するダイパッドを有している。

このように構成されたパッケージ型電子部品の製造は、リードフレームのダイパッド上にチップ素子を搭載し、次いでチップ素子の各電極とリードフレームの各リードとをボンディングワイヤによって接続し、しかる後ボンディングワイヤ，各リードの一部及びチップ素子を樹脂パッケージによって封止してから、リードフレームに切断・曲げ加工を施すことにより行われる。

ところで、この種のパッケージ型電子部品を例えばプリント配線板に半田等で実装する場合、樹脂パッケージの２側面あるいはリードを利用して位置決めされる。

特開２０００−２９４７１１号公報

しかし、従来のパッケージ型電子部品によると、例えばプリント配線板に対する位置決めに樹脂パッケージの２側面を利用する場合にあっては、ダイボンディング時の素子位置決め誤差に素子封止後における樹脂パッケージの寸法誤差が加わる。一方、電子部品の位置決めにリードを利用する場合にあっては、ダイボンディング時の素子位置決め誤差に成形後のリード及び半田厚の寸法誤差が加わる。この結果、部品位置決め時に誤差が累積し、プリント配線板に対するチップ素子の位置決め精度が低くなるという問題があった。

従って、本発明の目的は、部品位置決め時に誤差が累積せず、もって回路基板に対するチップ素子の位置決め精度を高めることができるリードフレーム、パッケージ型電子部品及び電子機器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（４）のリードフレーム、パッケージ型電子部品及び電子機器を提供する。

（１）チップ素子を搭載するダイパッド、及び前記チップ素子の電極にボンディングワイヤを介して接続するリードを有し、前記リードの内側リード及び前記ダイパッドが前記チップ素子と共にパッケージによって封止されるリードフレームであって、前記パッケージ外に露出し、かつ前記ダイパッドに前記チップ素子を位置決めするための認識基準となる認識基準部を含むリードフレーム。

（２）上記（１）に記載のリードフレームにおいて、前記認識基準部は、直交する２直線のうち一方の直線上に互いに並列する１対の第１認識基準部、及び前記２直線のうち他方の直線上に互いに並列する１対の第２認識基準部からなる。

（３）回路基板に実装される電子部品であって、請求項１又は２に記載のリードフレームを用いて構成されるパッケージ型電子部品。

（４）回路基板と、前記回路基板に実装される電子部品とを備えた電子機器であって、前記電子部品は、請求項１又は２に記載のリードフレームを用いて構成される電子機器。

本発明によると、部品位置決め時に誤差が累積せず、回路基板に対するチップ素子の位置決め精度を高めることができる。

本発明の実施の形態に係るパッケージ型電子部品が適用された電子機器を説明するために示す平面図。 本発明の実施の形態に係るリードフレームが適用されたパッケージ型電子部品のパッケージによる封止後の状態を示す平面図。 本発明の実施の形態に係るリードフレームが適用されたパッケージ型電子部品のパッケージによる封止前の状態を示す平面図。 図３の要部を拡大して示す平面図。 本発明の実施の形態に係るパッケージ型電子部品のダイボンディング工程における画像データの取り込み例を説明するために示す斜視図。 本発明の実施の形態に係るパッケージ型電子部品の部品実装時における画像データの取り込み例を説明するために示す斜視図。

〔実施の形態〕
（電子機器の全体構成）
図１は電子機器の全体を示す。図１に示すように、電子機器１は、回路基板としてのプリント配線板２と、パッケージ型電子部品としての磁気センサ３とを備えている。

（プリント配線板２の構成）
プリント配線板２は、位置決め用孔２ａ，２ａを有し、例えば銅箔など導電体の回路配線（図示せず）を有する基部材からなり、部品ハンドラー（図示せず）及び認識用カメラ（図６に示す）の下方に配置され、全体が平面略矩形状のリジット回路基板によって形成されている。プリント配線板２の基部材としては、セラミックやエポキシ樹脂等の絶縁性部材が用いられる。

位置決め用孔２ａ，２ａは、プリント配線板２の部品実装面における１対の対角線のうち一方の対角線上に互いに並列して配置されている。

（磁気センサ３の構成）
図２は磁気センサを示す。図３はパッケージによる封止前のリードフレームを示す。図４はリードフレームの要部を示す。図２に示すように、磁気センサ３は、半導体素子としてのチップ素子３０及びチップ封止用のパッケージ３１を有し、プリント配線板２（図１に示す）の部品実装面上に実装されている。磁気センサ３は、図３に示すようなリードフレーム４を用いて構成される。

（リードフレーム４の構成）
図３に示すように、リードフレーム４は、長尺の枠部４ａと、枠部４ａの内側空間をユニット領域毎に仕切る仕切部４ｂ，４ｂ，…と、例えばＡｇペースト等の導電性ペーストを用いてチップ素子３０を搭載する平面略矩形状のダイパッド４ｃと、チップ素子３０の電極３０ａ，３０ａ，…に金（Ａｕ）線からなるボンディングワイヤ５，５，…を介して接続するリード４ｄ，４ｄ，…とを有し、内側リード４０ｄ，４０ｄ，…及びダイパッド４ａがチップ素子３０と共にパッケージ３１によって封止され、全体が例えばＣｕ合金からなる導電性材料によって形成されている。

パッケージ３１は、外部に開口する第１凹部３１ａ，３１ａと第２凹部３１ｂ，３１ｂとを有し、全体が例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によって形成されている。第１凹部３１ａ，３１ａはパッケージ３１の長辺側略中央部に、また第２凹部３１ｂ，３１ｂはパッケージ３１の短辺側略中央部にそれぞれ配置されている。

リードフレーム４には、枠部４ａ及び仕切部４ｂ，４ｂ，…にダイパッド４ｃを保持する第１保持片４ｅ，４ｅ，第２保持片４ｆ，４ｆが形成されている。

第１保持片４ｅ，４ｅは、一部を第１凹部３１ａ，３１ａ内に露出させてダイパッド４ｃの長辺側略中央部と仕切部４ｂ，４ｂとの間に介在し、リードフレーム４の面上で直交する２直線ｘ，ｙのうち一方の直線ｘに沿って互いに並列して配置されている。第１保持片４ｅ，４ｅには、第１凹部３１ａ，３１ａからパッケージ３１外に露出し、かつダイパッド４ｃにチップ素子３０を位置決めするための認識基準となる素子搭載用の第１認識基準部４０ｅ，４０ｅが配置されている。

第１認識基準部４０ｅ，４０ｅは、リードフレーム４を貫通する丸孔によって形成されている。

第２保持片４ｆ，４ｆは、一部を第２凹部３１ｂ，３１ｂ内に露出させてダイパッド４ｃの短辺側略中央部と枠部４ａとの間に介在し、リードフレーム４の面上で直交する２直線ｘ，ｙのうち他方の直線ｙに沿って互いに並列して配置されている。第１保持片４ｅ，４ｅには、第２凹部３１ｂ，３１ｂからパッケージ３１外に露出し、かつダイパッド４ｃにチップ素子３０を位置決めするための認識基準となる素子搭載用の第２認識基準部４０ｆ，４０ｆが配置されている。

第２認識基準部４０ｆ，４０ｆは、図４に示すように、第１認識基準部４０ｅ，４０ｅと同様にリードフレーム４を貫通する丸孔によって形成されている。

また、リードフレーム４の両側縁には、フレーム送り方向に沿って並列する複数の送り孔４ｇ，４ｇ，…（１個のみ図示）、及び複数の送り孔４ｇ，４ｇ，…のうち互いに隣接する２つの送り孔間に介在するフレーム位置決め用孔４ｈ，４ｈ，…（２個のみ図示）が設けられている。

（磁気センサ３の製造方法）
次に、本実施の形態に示す磁気センサの製造方法につき、図３及び図５を参照して説明する。図５はダイボンド工程における画像データの取り込み例を示す。

本実施の形態に示す磁気センサ３の製造方法は、「ダイボンディング」及び「ワイヤボンディング」・「モールド」・「リード切断・成形」の各工程が順次実施されるため、これら各工程を順次実施する。

「ダイボンディング」
先ず、リードフレーム４をフレーム搬送装置（図示せず）によって１ピッチ搬送する。この場合、リードフレーム４が１ピッチ搬送されると、リードフレーム４におけるダイボンディング対象のユニット領域がダイボンディング領域に対応して配置される。

次いで、図５に示すように、リードフレーム４における素子搭載用の第１認識基準部４０ｅ，４０ｅ及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆを含む領域ａを素子認識用のカメラ６で撮像して画像パターンを制御部（図示せず）に取り込む。この場合、制御部においては、第１認識基準部４０ｅ，４０ｅ及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆを認識基準として領域ａの座標データが画像パターンとして認識され、この画像パターンに基づいてダイパッド４ｃに対するチップ素子３０の素子搭載位置が決定される。

しかる後、予めチップ素子３０が把持されたダイボンディングヘッド（図示せず）をダイパッド４ｃの面内で第１認識基準部４０ｅ，４０ｅによるｘ方向（図３に示す）及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆによるｙ方向（図３に示す）に移動させるとともに、θ方向に回転させて素子搭載位置の上方に配置する。

そして、ダイボンディングヘッドを下降させてダイパッド４ｃ上の素子搭載位置にチップ素子３０を位置決めして接着する。この場合、素子搭載位置にチップ素子３０が接着されると、チップ素子３０がダイパッド４ｃ上における所定の位置に搭載される。

「ワイヤボンディング」
先ず、リードフレーム４をフレーム搬送装置によってダイボンディング領域から１ピッチ搬送する。この場合、リードフレーム４が１ピッチ搬送されると、リードフレーム４におけるワイヤボンディング対象のユニット領域がワイヤボンディング領域に対応して配置される。

次に、ワイヤボンディングヘッド（図示せず）を用い、チップ素子３０の電極３０ａ，３０ａ，…とリードフレーム４のリード４ｄ，４ｄ，…の内側リード４０ｄ，４０ｄ，…とをボンディングワイヤ５，５，…によって接続する。

「モールド」
先ず、上下の金型（図示せず）を用い、上下の両金型を型開きしてキャビティ（図示せず）内にモールド対象のユニット領域を対応させリードフレーム４を配置する。

次いで、両金型を型閉めして各キャビティ内にエポキシ樹脂を溶融した状態で注入し、リードフレーム４における第１認識基準部４０ｅ，４０ｅ及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆを除いてチップ素子３０を含む所定の部位をエポキシ樹脂で封止する。

しかる後、両金型を型開きしてリードフレーム４を外部に取り出す。この場合、両金型外に取り出されたリードフレーム４は、第１認識基準部４０ｅ，４０ｅ及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆが外部に露出し、チップ素子３０を含む所定の部位が封止されている。

「リード切断・成形」
カッター（図示せず）によってリード４ｄ，４ｄ，…と両仕切部４ｂ，４ｂとの間を切断するとともに、第１保持片４ｅ，４ｅと仕切部４ｂ，４ｂとの間及び第２保持片４ｆ，４ｆと枠部４ａとの間を切断した後、リード成形機（図示せず）によってリード４ｄ，４ｄを折り曲げ成形する。
このようにして、パッケージ型電子部品としての磁気センサ３を製造することができる。

（磁気センサ３の実装方法）
次に、本実施の形態に示す磁気センサの実装方法につき、図２及び図６を参照して説明する。図６は部品実装時における画像データの取り込み例を示す。

先ず、図６に実線で示すように、部品ハンドラー（図示せず）によって磁気センサ３をベース７の面内で把持する。

次いで、磁気センサ３の第１認識基準部４０ｅ，４０ｅ（図２に示す）及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆ（図２に示す）を含む領域ｂを部品認識用のカメラ８で撮像して画像パターンを制御部（図示せず）に取り込む。この場合、制御部においては、第１認識基準部４０ｅ，４０ｅ及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆを認識基準として領域ｂの座標データが画像パターンとして認識され、この画像パターンに基づいてベース７に対するプリント配線板２（図１に示す）の停止位置が決定される。

しかる後、プリント配線板２をベース７上で磁気センサ３のｘ，ｙ方向（図２に示す）に移動させるとともに、θ方向に回転させて所定の停止位置に配置する。この場合、プリント配線板２が所定の停止位置に配置されると、プリント配線板２の部品実装位置が磁気センサ３の下方に配置される。

そして、部品ハンドラーを下降させてプリント配線板２上の部品実装位置に磁気センサ３を位置決めして半田付けする。この場合、部品実装位置に磁気センサ３が半田付けされると、磁気センサ３がプリント配線板２上における所定の位置に実装される。
このようにして、磁気センサ３をプリント配線板２の部品実装面上に実装することができる。

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

ダイパッド４ｃに対するチップ素子３０の位置決め及びプリント配線板２に対する磁気センサ３の位置決めが共に第１認識基準部４０ｅ，４０ｅと第２認識基準部４０ｆ，４０ｆとを認識基準として行われる。これにより、磁気センサ３の位置決め時に誤差が累積せず、プリント配線板２に対するチップ素子３０の位置決め精度を高めることができる。

以上、本発明のリードフレーム、パッケージ型電子部品及び電子機器を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、リードフレーム４の材料がＣｕ合金からなる導電性材料によって形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばＦｅ−Ｎｉ合金など他の導電性材料によってリードフレームを形成してもよい。

（２）上記実施の形態では、パッケージ型電子部品が磁気センサ３である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他のセンサであってもよく、また例えばコンデンサなど他の電子部品であってもよい。

（３）上記実施の形態では、第１認識基準部４０ｅ，４０ｅ及び第２認識基準部４０ｆ，４０ｆが貫通孔からなる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、画像認識によって認識可能であれば、例えば凹孔や表示マークからなるものでも勿論よい。

１…電子機器、２…プリント配線板、２ａ…位置決め用孔、３…磁気センサ、３０…チップ素子、３０ａ…電極、３１…パッケージ、３１ａ…第１凹部、３１ｂ…第２凹部、４…リードフレーム、４ａ…枠部、４ｂ…仕切部、４ｃ…ダイパッド、４ｄ…リード、４０ｄ…内側リード、４ｅ…第１保持片、４０ｅ…第１認識基準部、４ｆ…第２保持片、４０ｆ…第２認識基準部、５…ボンディングワイヤ、６…チップ認識用のカメラ、７…ベース、８…部品認識用のカメラ、ｘ…一方の直線，ｙ…他方の直線、ａ，ｂ…領域

Claims (4)

1. チップ素子を搭載するダイパッド、及び前記チップ素子の電極にボンディングワイヤを介して接続するリードを有し、前記リードの内側リード及び前記ダイパッドが前記チップ素子と共にパッケージによって封止されるリードフレームであって、
   前記パッケージ外に露出し、かつ前記ダイパッドに前記チップ素子を位置決めするための認識基準となる認識基準部を含む
   リードフレーム。
2. 前記認識基準部は、直交する２直線のうち一方の直線上に互いに並列する１対の第１認識基準部、及び前記２直線のうち他方の直線上に互いに並列する１対の第２認識基準部からなる請求項１に記載のリードフレーム。
3. 回路基板に実装される電子部品であって、
   請求項１又は２に記載のリードフレームを用いて構成されるパッケージ型電子部品。
4. 回路基板と、
   前記回路基板に実装される電子部品とを備えた電子機器であって、
   前記電子部品は、請求項１又は２に記載のリードフレームを用いて構成される
   電子機器。

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