JP2626809B2 - 電子部品搭載用基板のリードフレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子部品搭載用基板を構成するためのリー
ドフレームに関し、特に基材上に搭載した電子部品の接
続部と基材から突出する各リードとを電気的に接続する
ようにした基板を構成するのに適したリードフレームに
関するものである。

（従来の技術） 近年の高密度化された電子部品は、そのままでは各種
電子機器を構成することができないから、これを基板に
実装してから使用しなければならない。そのために、従
来より種々の形式の電子部品搭載用基板か開発され提案
されてきている。

電子部品と、リード等の外部に接続するための端子と
を、基板において接続する形式としては、例えば所定配
列にて植設した多数の導体ピンと基板上の導体回路を介
して電子部品とを接続する所謂PGA、基板上の導体回路
の一部を電子部品が直接搭載されるフィンガーリードと
する所謂TAB、リードと電子部品とをワイヤーボンディ
ングしてその全体をモールドする所謂DIP等がある。

これらの内、例えば互いに電気的に独立した複数のリ
ードを基材から突出させるとともに、この基材上に搭載
した電子部品の接続部と各リードとを電気的に接続した
DIP形式の基板を例にとっても、特開昭60−194553号公
報等においてその具体化されたものが種々提案されてい
る。この特開昭60−194553号公報等において提案されて
いるのは、 「金属製のベースリボンのアイランド部にシリコン、ポ
リイミド、アルミナ、エポキシ、ガラスエポキシから選
ばれた材料の回路基板を装着剤で接着し、前記回路基板
上に回路素子を装着して樹脂封止したことを特徴とする
混成集積回路装置」 であるが、このような混成集積回路装置を代表とする従
来の素子部品搭載用基板の基本的構成としては、第８図
及び第９図に示すように主として二つのものがある。す
なわち、その第一の基本構成は、電子部品が搭載される
部分（アイランド部）に位置する金属材（金属製のベー
スリボンから構成される）が、リードとなるべき他の複
数の部分とは全く独立したものとされていることであ
る。また、第二の基本構成は、第一の基本構成と関連す
るのであるが、電子部品が搭載される部分に位置する金
属材と、リードとなるべき他の複数の部分とは互いに独
立したものであることから、第９図に示したように両者
はワイヤーボンディングしなければならない構成となっ
ていることである。

基材上に搭載した電子部品の接続部と各リードとを電
気的に接続した形式の従来の基板が以上のような基本構
成を採らなければならない理由は、各リードは電気的に
独立したものとしなければならないからであり、そのた
めにはこれら各リードに電子部品の各端子をそれぞれ別
個独立に接続しなければならないらである。また、実際
の製造上の理由からも、上記のような二つの基本構成が
採用されているようである。

つまり、上記のような電子部品搭載用基板は、所定の
ワイヤーボンディングを行なった後には、その全体を所
謂トランスファーモールド等により樹脂封止するのであ
るが、この場合に各リードの位置決めが容易になってい
なければならない。そのために、第８図に示したよう
に、まずこれらのリードと電子部品を搭載すべき部分
（アイランド部）に該当する金属材とをフレーム枠によ
って一枚の金属板（これは一般にはリードフレームとい
われる）として形成しておき、これにより電子部品が搭
載される部分に位置する金属材と各リードとが同一面に
配置され得るように構成してあるのである。そして、こ
のようなリードフレームは、例えば実開昭60−158747号
公報及び第10図に示すように、一般的には横や縦に連続
して形成されるものでもある。

（発明が解決しようとする課題） ところが、電子部品搭載用基板を構成するためのリー
ドフレームにおいて以上のような構成を採ると、特に近
年の各種の電子部品搭載用基板において要求されている
高密度実装を行なう上で、次のような解決しなければな
らない問題が発生するのである。すなわち、 電子部品が接続される基板上の導体回路と各リードと
を直接ワイヤーボンディングしなければならないため、
電子部品を実装した後の全体を樹脂封止しなければなら
ないことは勿論、短距離でワイヤーボンディングを行な
えるようにアイランド部の外周部に電極を引き出してお
く必要があり、回路設計上の自由度が非常に少なくな
る。

また、各リードに対しては、ワイヤーボンディングを
確実に行なうための金または銀メッキを施すことが必須
条件となっている。

電子部品が搭載される部分（アイランド部）に位置す
る金属材、すなわちアイランド部に位置する金属製ベー
スリボンは、電子部品のベースとして使用される外は電
子部品を搭載する部分を形成または補強するために使用
されているのであり、積極的に配線回路として使用でき
るものではない。従って、アイランド部に位置する金属
製ベースリボンは、高密度実装には適さないものであ
る。しかも、このアイランド部が存在することによっ
て、この部分におけるスルーホールの形成は困難になる
だけでなく、この上に実装されるべき電子部品の大きさ
が限定されて、汎用性の優れたものとすることができな
い。

電子部品が搭載されるアイランド部と、外部に接続さ
れるリード部とはそれぞれ独立して離れているため、両
者を接続するにはワイヤーボンディングによってしか行
なえない。そのため、高密度実装しにくいだけでなく、
ボンディングワイヤーを樹脂封止して信頼性を確保する
ことも必要となる。

そして、基板中に上記のようなアイランド部が存在し
ていると、電子部品を実装した基板の全体をトランスフ
ァーモールド等によって封止した場合、このアイランド
部を界面とする基材の剥離や、このアイランド部を中心
とするクラックが基材中に発生し易くなって、電子部品
を実装した装置としてみた場合に、その信頼性が低くな
るのである。

以上の問題点を解決すべく本発明者等が鋭意研究して
きた結果、電子部品搭載用基板の構成材として、各リー
ドをフレーム枠によって一体化するとともに、各リード
の内側に内部接続部を一体的に形成し、これを基板を構
成する基材中に埋設するようにしたリードフレームを使
用することが良い結果を生むことを新規に知見し、本発
明を完成したのである。

そして、本発明の目的とするところは、上記問題点を
解決し、実装されるべき電子部品の大きさの制限が少な
くて所謂汎用性に優れ、電子部品搭載用基板中に剥離や
クラック発生の原因を作ることのないリードフレームを
簡単な構成によって提供することにある。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するために本発明が採った手段は、
実施例に対応する第１図〜第７図の参照して説明する
と、 少なくとも表層に搭載される電子部品（30）と電気的
に接続される導体回路（11）を有する基材（10）と、こ
の基材（10）の縁端から突出すると共にその基材（10）
内部に埋設される内部接続部（22）を有する互いに電気
的に独立した複数のリード（21）と、これらのリード
（21）の内部接続部（22）及び前記基材（10）を貫通し
た穴の側壁に一体的に形成した導体層よりなるスルーホ
ール（12）とを備えた電子部品搭載用基板（100）を構
成しているリードフレーム（20）であって、 このリードフレーム（20）を、前記各リード（21）と
これらをそれぞれ独立的に支持するフレーム枠（23）の
みにより構成することを特徴とする電子部品搭載用基板
（100）のリードフレーム（20）である。

以下に、本発明に係るリードフレーム（20）が採った
手段を、図面に示した具体例に従って詳細に説明する
と、次の通りである。

まず、本発明に係るリードフレーム（20）は、第１
図、第６図及び第７図に示すように、金属薄板を打ち抜
き加工あるいはエッチング加工することによって形成さ
れるものであり、リードフレーム（20）の略中心に向け
て突出する複数のリード（21）を、その外周に位置する
フレーム枠（23）によって一体化したものである。そし
て、このリードフレーム（20）は、その各リード（21）
の内端部に内部接続部（22）を一体的に形成したもので
ある。

このリードフレーム（20）は、第２図等において示す
電子部品搭載用基板（100）を構成するために使用され
るものであり、この電子部品搭載用基板（100）は、こ
れに搭載した各電子部品（30）を、その配線基板（10）
から外部に突出させた各リード（21）によって他の大型
基板等に実装する形式のものである。そして、この電子
部品搭載用基板（100）は、上述したようにリードフレ
ーム（20）として、その各リード（21）が当該電子部品
搭載用基板（100）の配線基板（10）内に埋設される内
部接続部（22）をその内側に一体的に有したものを採用
したものである。つまり、この電子部品搭載用基板（10
0）にあっては、内部接続部（22）を有する複数のリー
ド（21）をフレーム枠（23）によって一体化することに
より構成した本発明に係るリードフレーム（20）を採用
して、このリードフレーム（20）を構成しているリード
（21）の内部接続部（22）の両面に樹脂、、セラミック
等の材料からなる基材を一体的に設け、少なくともこの
基材上に電子部品（30）のための導体回路（11）を形成
したものである。そして、各導体回路（11）と各内部接
続部（22）とを、スルーホール（12）によって電気的に
接続したものである。

このリードフレーム（20）を構成材として形成される
電子部品搭載用基板（100）の基材としては上記のよう
に種々な材料のものを採用できるものである。すなわ
ち、この基材の材料としては、シリコン、ポリイミド、
アルミナ、エポキシ、ガラスエポキシ等の各種樹脂セラ
ミックは勿論のこと、要するに絶縁性を有して、金属製
の内部接続部（22）上に確実に密着し得るものであれば
何でもよい。また、この基材としては、複数のものを積
層して一体化したものでもよく、リードフレーム（20）
上に印刷等の方法によって形成したものであってもよ
い。すなわち、各基材は、単にリードフレーム（20）の
内部接続部（22）の両面に形成する場合だけでなく、例
えば第３図及び第４図等に示すように、多層のものとし
て構成したものであってもよいものである。勿論、この
基材として多層のものを採用した場合には、各層間に導
体回路（11）を形成して実施するとよい。

同様に、リードフレーム（20）を形成する材料として
も種々なものを適用できる。つまり、必要な導電性を有
した金属であれば何でもよく、銅合金は勿論のこと、所
謂42アロイ等でも十分である。また、これらリードフレ
ーム（20）としては、そのリード（21）部分を第５図に
示すように折り曲げて使用したり、あるいは所謂放熱フ
ィンとして使用することがあるから、これらに適した材
料を選択することが好ましい。その意味では、このリー
ドフレーム（20）としては、銅を主材として構成したも
のが最も適している。

このリードフレーム（20）を採用した電子部品搭載用
基板（100）にあっては、これに搭載された各電子部品
（30）は、第２図〜第５図に示したように、各リード
（21）の内部接続部（22）を貫通して形成されるスルー
ホール（12）によって、各リード（21）側に電気的に接
続される。従って、この電子部品搭載用基板（100）に
使用される電子部品（30）としては、所謂ディップタイ
プ等の挿入タイプのものであってもよいし、モールド済
の表面実装部品であってもよく、電子部品（30）の形式
に限定が与えられることはない。さらに、この電子部品
搭載用基板（100）の両面に各電子部品（30）を実装す
ることも可能であり、その大きさも限定されるものでは
ない。

勿論、本発明に係るリードフレーム（20）のフレーム
枠（23）は、このリードフレーム（20）を使用して電子
部品搭載用基板（100）を構成するとき、第１図の切断
線（25）あるいは第２図の仮想線にて示すように各リー
ド（21）の所定位置を切断することにより破棄されるも
のである。すなわち、リードフレーム（20）のフレーム
枠（23）は、ある時点までは各リード（21）の位置決め
を主として行なうものであるが、最終的に電子部品搭載
用基板（100）が完成されたときには存在しなくなるも
のなのである。

（発明の作用） 本発明に係るリードフレーム（20）が以上のような手
段を採ることによって以下のような作用がある。

このリードフレーム（20）を採用した電子部品搭載用
基板（100）においては、電気部品（30）が接続される
配線基板（10）上の導体回路（11）と各リード（21）と
を直接ワイヤーボンディングする必要がない。配線基板
（10）上に位置する導体回路（11）や配線基板（10）内
に位置する導体回路（11）とは、リードフレーム（20）
における各内部接続部（22）を貫通させた各スルーホー
ル（12）によって接続できるからである。このため、電
子部品（30）を実装した後の配線基板（10）の全体を必
ずしも樹脂封止する必要はない。従って、このリードフ
レーム（20）を採用した電子部品搭載用基板（100）に
あっては、従来の基板のように、短距離でワイヤーボン
ディングを行なうべくアイランド部近傍に導体回路（1
1）を引き出しておく必要はなく、回路設計上の自由度
が非常に高くなっている。なお、電子部品（30）の直近
に導体回路（11）が位置するようであれば、この部分に
ボンディングワイヤー（32）による接続を行なうことは
構わないものである。

また、電子部品（30）が接続されるべき配線基板（1
0）上の導体回路（11）と各リード（21）とを直接ワイ
ヤーボンディングする必要がないから、このリードフレ
ーム（20）にあっては、各リード（21）等にボンディン
グ用の金または銀メッキを施す必要はないものである。

このリードフレーム（20）にあっては、電子部品（3
0）が搭載される部分（アイランド部）を形成する必要
はなくなっている。電子部品（30）のベースとして使用
される部分は、他の導体回路（11）で代替できるし、強
度はリードフレーム（20）の内部接続部（22）や配線基
板（10）自体によって容易に確保できるからである。

電子部品（30）からの熱は各リード（21）を介して外
部に容易に放散される。リードフレーム（20）の内部接
続部（22）は、配線基板（10）中に埋設された状態にあ
り、しかもこれと一体的で熱伝導性に優れた材質のリー
ド（21）が配線基板（10）の外部に突出しているため、
これを放熱部材として積極的に利用できているのであ
る。

各導体回路（11）とリード（21）とは、各スルーホー
ル（12）を介して接続されるため、その電気的信頼性は
非常に高くなっている。しかも、このスルーホール（1
2）を各リード（21）の内部接続部（22）毎に採用する
ことが可能であるから、各電子部品（30）に比較的大き
な電流を流すようにしても十分耐え得るものであり、金
属細線を使用したワイヤーボンディングによってのみ接
続した従来の基板と比較すれば、その使用範囲が非常に
大きなものとなっているのである。

各導体回路（11）とリード（21）とは、各スルーホー
ル（12）を介して接続する構造にできるから、配線基板
（10）及び導体回路（11）を多層のものとすることが十
分可能になっているものであり、電子部品（30）が搭載
される部分の構造を自由に変更することが可能となって
いる。このため、このリードフレーム（20）を採用した
電子部品搭載用基板（100）にあっては、これに搭載さ
れるべき電子部品（30）の封止形式は全く問わないもの
となっており、また高密度実装にも十分対処が可能なも
のとなっている。

そして、このリードフレーム（20）においては、従来
のもののようにアイランド部を全く有していないもので
あるから、電子部品搭載用基板（100）において、アイ
ランド部を中心とする基材の剥離やクラックが発生しな
いことは当然である。

リードフレームは外形サイズとリードピッチとリード
数とによってのみ決まり、配線基板上に描かれた配線
や、スルーホールの影響をうけず、部品搭載領域を広く
確保しながら標準化出来るため、コストが下がり短納期
となる。

（実施例） 次に、本発明に係るリードフレーム（20）を図面に示
した各実施例に従って詳細に説明する。

実施例１ 第１図には本発明の第一実施例に係るリードフレーム
（20）の平面図が示してある。この実施例にあっては、
銅薄板を打ち抜き加工することによって、複数のリード
（21）をフレーム枠（23）によって一体的に保持したも
のとして形成したものであり、各リード（21）の内端に
内部接続部（22）をそれぞれ一体的に形成したものであ
る。そして、各内部接続部（22）は、第２図または第５
図にて示したように、これにスルーホール（12）を形成
するためまたはこの内部接続部（22）自体を導体回路と
するために、各リード（21）より径の大きなものとして
ある。

そして、このリードフレーム（20）を使用して電子部
品搭載用基板（100）を構成する場合には、第２図〜第
５図に示すように、各リード（21）の内側部分とこれと
一体的な内部接続部（22）の表裏両面に配線基板（10）
を一体化するものである。

なお、第２図〜第５図に示した電子部品搭載用基板
（100）においては、これを構成している配線基板（1
0）が多層構造のものとして形成してあり、これらの基
材の表面上は勿論、各基材間にも導体回路（11）が形成
してある。そして、第５図に示した電子部品搭載用基板
（100）においては、図示真中に位置する基材内にリー
ドフレーム（20）の内部接続部（22）を埋設したものが
示してあり、各内部接続部（22）と一体的なリード（2
1）を配線基板（10）の外部に突出させたものが示して
ある。また、第４図に示した各リード（21）は、当該電
子部品搭載用基板（100）を他の大型基板等に実装する
所謂ディップタイプのものとするために、各内部接続部
（22）に対して直角に折り曲げてある。

さらに、この電子部品搭載用基板（100）にあって
は、図示上側の面の導体回路（11）に対してディップタ
イプの電子部品（30）が半田接続してあり、図示下側の
面の導体回路（11）に対しては表面実装タイプの電子部
品（30）が半田接続してあるものである。なお、この電
子部品搭載用基板（100）にあっては、基材をガラスエ
ポキシ樹脂によって形成した。

なお、第３図の電子部品搭載用基板（100）にあって
は、リードフレーム（20）の各内部接続部（22）が配線
基板（10）中にて互いに上下に位置した状態で配置され
ている。つまり、この電子部品搭載用基板（100）にあ
っては、第１図に示したようなリードフレーム（20）の
複数（この実施例にあっては２枚）を使用して形成した
ものであり、配線基板（10）の端面にて突出する各リー
ド（21）の上下位置をずらしたものとして構成したもの
である。

実施例２ 第６図には本発明の第二実施例に係るリードフレーム
（20）の平面図が示してある。このリードフレーム（2
0）は、42アロイを使用して形成したものであるが、そ
の各リード（21）をフレーム枠（23）によって一体化し
たことは勿論、各リード（21）の中間部にても接続部
（24）を使用して連絡したものである。なお、各接続部
（24）はフレーム枠（23）を切り離すと同時に切除され
るものである。

実施例３ 第７図には本発明の第三実施例に係るリードフレーム
（20）の平面図が示してあり、このリードフレーム（2
0）は上記第二実施例と実質的に同様であるが、各リー
ド（21）の内端に形成した内部接続部（22）の位置を交
互に前後させて形成した点が第二実施例と異なるもので
ある。この場合には、図中の仮想線にて示したように位
置にスルーホール（12）が形成される。

なお、上記いずれの実施例に係るリードフレーム（2
0）も、第１図に示したように、一つの電子部品搭載用
基板（100）を構成するために単独で形成する場合もあ
るし、従来例を示す第10図に示したように多数のリード
フレーム（20）を連続させて形成する場合もあるもので
ある。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、上記各実施
例にて例示した如く、 「少なくとも表層に搭載される電子部品（30）と電気的
に接続される導体回路（11）を有する基材（10）と、こ
の基材（10）の縁端から突出すると共にその基材（10）
内部に埋設される内部接続部（22）を有する互いに電気
的に独立した複数のリード（21）と、これらのリード
（21）の内部接続部（22）及び前記基材（10）を貫通し
た穴の側壁に一体的に形成した導体層よりなるスルーホ
ール（12）とを備えた電子部品搭載用基板（100）を構
成しているリードフレーム（20）であって、 このリードフレーム（20）を、前記各リード（21）と
これらをそれぞれ独立的に支持するフレーム枠（23）の
みにより構成すること」 にその構成上の特徴があり、これにより、実装されるべ
き電子部品の大きさの制限が少なくて所謂汎用性に優
れ、電子部品搭載用基板中に剥離やクラック発生の原因
を作ることのないリードフレーム（20）を簡単な構成に
よって提供することができるのである。

すなわち、本発明に係るリードフレーム（20）によれ
ば、従来のリードフレーム（20）のようなアイランド部
を全く有してはいないものであるから、リードフレーム
は配線基板上に描かれた配線やスルーホールの影響をう
けず、部品搭載領域を広く確保しながら標準化すること
ができる。

また、このリードフレーム（20）においては、従来の
リードフレーム（20）におけるアイランド部のように、
基材中において広い面積を占める部分がないから、これ
を電子部品搭載用基板（100）の構成材に採用しても、
基材の剥離やクラックを生じさせることはないのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例に係るリードフレームの平
面図、第２図はこのリードフレームを使用して電子部品
搭載用基板を構成したときの斜視図、第３図はこのリー
ドフレームを上下方向に交互に使用して構成した電子部
品搭載用基板の斜視図、第４図は他の電子部品搭載用基
板を示す断面図、第５図は電子部品搭載用基板の更に他
の例を示す断面図、第６図及び第７図は本発明の第二及
び第三実施例に係るリードフレームの平面図である。 第８図は従来のリードフレームの平面図、第９図はこ
のリードフレームを使用して電子部品搭載用基板を構成
する場合の状態を示す部分斜視図、第10図は更に他の従
来例を示す平面図である。 符号の説明 100……電子部品搭載用基板、10……配線基板、12……
スルーホール、20……リードフレーム、21……リード、
22……内部接続部、23……フレーム枠、24……接続部、
25……切断線。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも表層に搭載される電子部品と電
   気的に接続される導体回路を有する基材と、この基材の
   縁端から突出すると共にその基材内部に埋設される内部
   接続部を有する互いに電気的に独立した複数のリード
   と、これらのリードの内部接続部及び前記基材を貫通し
   た穴の側壁に一体的に形成した導体層よりなるスルーホ
   ールとを備えた電子部品搭載用基板を構成しているリー
   ドフレームであって、 このリードフレームを、前記各リードとこれらをそれぞ
   れ独立的に支持するフレーム枠のみにより構成すること
   を特徴とする電子部品搭載用基板のリードフレーム。
2. 【請求項２】前記各リードの内部接続部が前記基材内で
   千鳥状に配設されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の電子部品搭載用基板のリードフレーム。