JP2538412B2 - リ―ドフレ―ムおよび半導体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は高周波高出力に適した混成集積回路をトラン
スファーモールドにより構成する技術に関する。

（ロ）従来の技術 TV,HDTV等の各種CRTのビデオ出力回路を集積化したビ
デオバック（商品名）なる混成集積回路が本願出願人に
おいて商品化されている。このような回路は高周波高出
力が求められるため、回路基板としてセラミックの如き
低誘電率素材を用い、この表面に回路導体とチップ素子
を固着した構成を採っている（例えば、特開昭62−2249
51号公報参照）。

上記混成集積回路は、従来はアルミダイキャスト等の
ケースで密封するのが一般的であるが、より低コスト化
を目的としてトランスファーモールドにより構成するこ
とが検討されている。

トランスファーモールドで構成する場合、その技術の
参考となるのはパワーICで広く用いられているヒートシ
ンク付パッケージである。

一般的なパワーIC用のヒートシンク付リードフレーム
を第８図に示す。斯るリードフレームは、リード（１）
を保持する枠体（２）にチップを固着するヒートシンク
（３）をカシメ（４）により４箇所で固定したものであ
る。（５）はビス止め用の切欠きであり、カシメ（４）
部は切欠き（５）の両側に設けられている。

ところで、ヒートシンク（３）のように裏面を露出し
てオールドするものはキャビティの上半分と下半分とで
樹脂の注入抵抗が異るため、ヒートシンク（３）の周辺
で注入むらによる気泡を生じ易い。

そのためパワーIC用リードフレームでは、下金型のゲ
ートをカシメ（４）に向って樹脂が注入されるような位
置に設け、カシメ（４）による抵抗によって下側への樹
脂の注入を促進していた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、パワーIC用のヒートシンクは最大級の
ものでも30×10mm程度でしかなく、前記混成集積回路を
構成するには特に短辺方向の大きさが不足する。そのた
め、新たにリードフレームの設計からやり直す必要があ
って、前記大きさの差に起因して様々な問題点が生じ
た。

先ず第１に、搭載せんとする混成集積回路はセラミッ
ク基板上に高さの異るチップ部品を多数個固着したもの
であるから、樹脂の流速に差が生じ易く、気泡等の不良
が発生し易いという欠点があった。

第２に、混成集積回路にも一層の高機能、高集積化が
求められており、当然にリードの本数も増すのでリード
群のパターン設計が困難になる欠点があった。

第３に、ヒートシンク（３）の短辺を拡大すると、カ
シメ（４）をどの部分に設けるかという問題が発生し
た。ヒートシンク（３）の切欠き（５）に対して上下非
対称に配置すると、カシメ（４）を行うスタンピング加
工によって加わる応力の分散に差が生じ、枠体（２）に
歪が生じる欠点があった。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記従来の欠点に鑑み成されたもので、 放熱基板（12）の切欠き（22）に近接して上下対称と
なるように形成したカシメ（24）部と、 カシメ（24）部より上下に拡大した放熱基板（12）の
拡張部（25）と、 拡張部（25）に重なるようにして延在するリード（1
5）群の一部と、 放熱基板（12）の隅部であって、リード（15）とは反
対側の拡張部（25）に重なるように設けた注入樹脂の抵
抗体となるダミー抵抗部（20）と、を具備することによ
り従来の欠点を全て解消したリードフレームとその半導
体装置を提供するものである。

（ホ）作用 本発明によれば、先ずカシメ部（24）を切欠き（22）
の両側に上下対称となるように配置したので、カシメ加
工時に加わる応力を平均化でき、枠体（11）のネジレを
防止できる。

第２に、カシメ部（24）を放熱基板（12）の短辺の中
央付近に配置したので、放熱基板（12）の拡張部（25）
にリード（15a）を延在させることができる 第３に、ダミー抵抗部（20）を設けたことによりキャ
ビティ（32）下側への樹脂注入を促進できるので、放熱
基板（12）の周囲を確実にモールドできる。

そして第４に、カシメ（17）とは別個にダミー抵抗部
（20）を設けたことによって、ゲート（33）をキャビテ
ィ（32）の隅に配置することができ、キャビティ（32）
内の樹脂の流速を最も平均化できる。

（ヘ）実施例 以下に本発明の一実施例を図面を参照しながら詳細に
説明する。

第１図は本発明のリードフレームを示す平面図であ
る。このリードフレームは、第１図の枠体（１）と第２
図に詳細を示す放熱基板（12）とをカシメによって連結
したものである。

枠体（11）において、（13）は平行に離間して延在す
る２本の細条、（14）は２本の細条（13）を橋絡する連
結細条、（15）は先端を連結細条（14）に中間をダイバ
ー（16）で各々保持される外部接続用のリード、（17）
は貫通孔（18）を有し細条（13）に２本の条体（19）で
保持される枠体（11）のカシメ部、（20）はカシメ部
（17）と同様に２本の条体（19）で細条（13）に保持さ
れるダミー抵抗部、（21）は突出部である。枠体（11）
は、板厚0.4mm程の銅系材料を打ち抜き加工することに
よって形成され、表面には銀メッキが処される。また、
カシメ部（17）は放熱基板（12）とリード（15）の先端
とが接触するのを避けるためスタンピングによって細条
（13）に対し段差を付けられている。

第２図の放熱基板（12）において、（23）は装置を放
熱部材に固定するビスを挿通するために設けられた切欠
き、（24）は切欠き（23）の両側に近接して設けたカシ
メ部（24）の突起、（25）はカシメ部（24）より上下に
拡張された拡張部、（26）は放熱基板（12）の実装部て
ある。放熱基板（12）は板厚1.8mm程の銅系材料を打ち
抜き加工することによって形成され、表面にはニッケル
メッキが処される。大きさは38×18mm程のおおむね長方
形形状を有する。前記切欠き（22）は短辺と直交する中
心線上に上下対称となるように形成され、カシメ部（2
4）と拡張部（25）もまた、前記中心線に対し上下対称
となるようなパターンに形成されている。

枠体（11）と放熱基板（12）とは、再び第１図に示す
ように放熱基板（12）の突起（23）を枠体（11）の貫通
孔（18）に位置合わせ挿入し、突起（23）を円錐状工具
で上方からスタンピングすることにより、両者を一体化
する。この時、枠体（11）の突出部（21）は放熱基板
（12）の切欠き（22）に合致するように、ダミー抵抗部
（20）は放熱基板（12）の隅部において拡張部（25）と
重なるように、そしてリード（15）は先端が放熱基板
（12）の長辺と重なり且つ最も外側に位置するリード
（15a）は放熱基板（12）の拡張部（25）上を延在して
実装部（26）付近まで延在するように形成される。

以上に説明した本発明のリードフレームは、放熱基板
（12）のカシメ部（24）を上下対称となるような位置に
設けたので、スタンピング加工時の応力が上下均等に分
散する。そのため、枠体（11）にネジレや歪みが生じる
ことが無く、水平度を保つことができる。

また、カシメ部（24）を切欠き（22）付近に追い込ん
だので、放熱基板（12）の拡張部（25）上をリード（15
a）の延在部分として活用でき、リード（15）本数を増
加できる他リード（15）のパターン設計が容易となる。
第１図の側では、リード（15）の先端を一直線線状に並
べた他、最も外側のリード（15a）は拡張部（25）を利
用して他よりも内部に延在させ、ワイヤによる回路機能
との接続を容易にならしめている。

さらに、カシメ部（17）とは別個にダミー抵抗部（2
0）を設けたことにより、トランスファーモールドを容
易にする。以下にダミー抵抗部（20）について完成品を
参考に詳述する。

第３図と第４図にリードフレームを金型に設置した状
態を示す。第３図において、（30）は上金型、（31）は
下金型、（32）は上下金型（30）（31）の空間で作られ
るキャビティ、（33）はキャビティ（32）への樹脂注入
口（34）となるゲートである。放熱基板（12）は図示せ
ぬ押圧部材にって下金型（31）の底面に押付けられ、リ
ードフレームの枠体（11）は上下金型（30）（31）で挟
み込むことで固定する。尚、放熱基板（12）の端面には
樹脂からの剥離防止を目的として段差（35）が付けられ
ている。

第４図は平面図であり、斜線部は下金型（31）と上金
型（30）の密接面を示す。ゲート（33）は下金型（31）
に設けられ、キャビティ（32）への樹脂注入口（34）は
枠体（11）の細条（13）の下部に作られる。また、キャ
ビティ（32）の本当の角部はテーパ加工その他でゲート
（33）を切ることが難しいので、前記角部からやや離し
た位置に設けてある。樹脂注入口（34）の大きさは、樹
脂の注入圧力と速度に鑑みて決定され、場合によっては
カシメ部（17）まで拡大される。

このように切られたゲート（33）から樹脂を注入する
と、その流れは第３図に示す如くになる。即ち、条体
（19）間の空間（36）やその他の隙間から上方へ流れる
分（37）と、ダミー抵抗体（20）と放熱基板（12）との
隙間から侵入する分（38）と、ダミー抵抗体（20）によ
って防害されて下方に流れる分（39）とに分離する。そ
してキャビティ（32）内が樹脂で充満されトランスファ
ーモールドが完成する。尚、ダミー抵抗部（20）によっ
て下方に流れる分（39）の流れを助けるため、ここに位
置する放熱基板（12）の拡張部（25）はカシメ部（24）
よりやや後退させてある。

完成した装置を第５図と第６図および第７図に示す。
第５図において、（40）はセラミック基板、（41）はコ
イル、抵抗、コンデンサ等のチップ部品、（42）はトラ
ンジスタチップ、（43）はプリント配線である。放熱基
板（12）の実装部（26）にセラミック基板（40）を固定
し、セラミック基板（40）の図示せぬボンディングパッ
ドとリード（15）の先端部とをワイヤ（44）でワイヤボ
ンドした状態のものを上述したようにモールドする。
（45）がモールドした樹脂の端面を示す。

樹脂（45）は第６図に示すように放熱基板（12）の裏
面を露出するように全体を封止する。トラジスタチップ
（42）とプリント配線（43）とはワイヤで結線されてい
る。

モールドが終了した装置は、枠体（11）の余分な部分
を切落す。そのため、装置の側面にはカシメ部（17）と
ダミー抵抗部（20）を保持していた条体（19）が第７図
のように計６本露出する。

以上に説明した本発明の半導体装置によれば、金型の
ゲート（33）部に位置するダミー抵抗部（20）が下方へ
の樹脂の流れ（39）を促進するので、放熱基板（12）の
周囲を確実にモールドできる。そのため、気泡等の外観
不良が無い他放熱基板（12）と樹脂（45）との密着力が
強いので、耐湿性の向上も図れる。

また、キャビティ（32）の隅にゲート（33）を配置で
きるので、樹脂の流れを最も均等化でき、そのため高さ
の異るチップ部品（41）を搭載しても、気泡や充填むら
が無く、確実に成形できる。

（ト）発明の効果 以上に説明した通り、本発明によれば放熱基板（12）
を上下に拡大したことによりセラミック基板（40）等に
よる混成集積回路をトランスファーモールドにより製造
できる利点を有する。

また、カシメ部（24）を切欠き（22）付近に設けたの
で、放熱基板（12）の拡張部（25）上にリード（15a）
を延在させることができ、リード本数を増大できる他リ
ード（15）のパターン設計が容易である利点を有する。

さらに、カシメ部（24）を上下対称となるように配置
したので、スタンピング加工による枠体（11）の歪みが
無い利点を有する。

そしてさらに、ゲート（33）をキャビティ（32）の隅
に配置できるので、高さの異るチップ部品（41）を収納
しても気泡等が生じることが無く、確実に樹脂モールド
できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はリードフレームを示す平面図、第２図は放熱基
板（12）を示す平面図、第３図と第４図は夫々ゲート
（33）付近の構造を示す断面図と平面図、第５図、第６
図、第７図は夫々完成品を示す平面図、断面図、側面
図、第８図は従来のパワーIC用リードフレームを示す平
面図である。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱伝導性良好なる放熱基板を外部接続用の
   リードを保持する枠体にカシメにより固定したリードフ
   レームにおいて、 前記放熱基板は長方形形状を成し、その両短辺の中央付
   近にビス止め用の切欠きを有し、前記短辺に近接して前
   記切欠きの両側にカシメ部を有し、前記短辺は前記カシ
   メ部より両外側に十分に拡張され、 前記枠体は前記放熱基板の長辺に対応する距離だけ離れ
   て平行に延在する２本の細条と、前記２本の細条を橋絡
   する連結細条と、前記細条に保持され前記放熱基板のカ
   シメ部に対応する位置に設けたカシメ部と、前記連結細
   条に保持され先端が前記放熱基板と重なるように延在す
   る複数本のリードとを有し、 前記複数本のリードのうち最も外側のリードを前記放熱
   基板のカシメ部から外側に拡張された領域に重なるよう
   に延在せしめ、 前記リードとは反対側のカシメ部に隣接して、前記２本
   の細条に各々が保持され、前記放熱基板の隅部において
   前記放熱基板のカシメ部から外側に拡張された領域と重
   なるように設けられたトランスファーモールド時に樹脂
   の流れの抵抗体となるダミー抵抗部とを具備することを
   特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】前記切欠きを中心線として、前記カシメ部
   が上下対称のパターンを有することを特徴とする請求項
   第１項記載のリードフレーム。
3. 【請求項３】前記放熱基板のカシメ部は突起が、前記枠
   体のカシメ部には前記突起に対応する貫通孔が設けら
   れ、前記突起を前記貫通孔に挿入すると共に、前記突起
   を押しつぶす（カシメ）ことによって前記放熱基板と前
   記枠体とを連結したことを特徴とする請求項第１項記載
   のリードフレーム。
4. 【請求項４】前記複数本のリードの先端部が互いに一直
   線状にそろえられ、且つ前記最も外側のリードは前記そ
   ろえられた先端部より上を延在することを特徴とする請
   求項第１項記載のリードフレーム。
5. 【請求項５】熱伝導性良好なるほぼ長方形形状の放熱基
   板と、前記放熱基板の両短辺の中央付近に設けたビス止
   め用の切欠きと、 前記短辺に近接して前記切欠きの両側に形成したカシメ
   部と、 前記カシメ部より両外側に拡張した放熱基板の拡張部
   と、 前記放熱基板の長辺に先端を重ねるように延在する外部
   接続用のリード群と、 前記リード群の最も外側に位置し前記放熱基板の拡張部
   と重なるように延在する最外リードと、 前記リードとは反対側の放熱基板の隅部に前記放熱基板
   の拡張部と重なるように位置するダミー抵抗部と、 前記放熱基板の表面に固着した回路網を形成するための
   基板と、 前記ダミー抵抗部に向って注入され、前記基板を含み主
   要部を封脂する樹脂と、を具備することを特徴とする半
   導体装置。
6. 【請求項６】前記基板は絶縁基板上に回路素子チップを
   固着した厚膜基板であることを特徴とする請求項第５項
   に記載の半導体装置。