JP4493170B2 - プラスチックパッケージの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップを封入するプラスチックパッケージの製造方法に関し、特に、ＩＣチップとパッケージのリードを接続するボンディングワイヤーの長さを短くできるプラスチックパッケージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチックパッケージにＩＣチップをマウントしてワイヤーボンディングを行う場合、例えば、特開平９−２１３８５５号公報で開示されているように、ＩＣチップの載置面と同一面に設けられたリードの電極と、ＩＣチップ上面に設けられた電極パッドとをボンディングワイヤーで接続していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、ＩＣチップ載置面とリードの電極面とが面一な従来のプラスチックパッケージ構造では、リードの電極に対するＩＣチップの電極パッドの位置が調整できず、ボンディングワイヤーの長さが長くなってしまうことから、ボンディングワイヤーの曲げ強度が低下したり、ボンディング作業に時間がかかるといった問題があった。また、ボンディングワイヤーは、一般に金線であるため、ワイヤーの長さが長くなるとコストも嵩んでしまう。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ボンディングワイヤーの長さを短くして、材料コストを低減し、さらに、ワイヤーの曲げ強度やボンディングの作業性を向上できるプラスチックパッケージの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、ＩＣチップをマウントするマウント部と、該マウント部の両側側方に複数引き出され、内側端部にワイヤーボンディングによって前記ＩＣチップと電気的に接続される電極を備えると共に、一部の内側端部が前記マウント部に連結するように形成したリード部と、を備えたリードフレームを、樹脂モールドすることによって形成されるプラスチックパッケージであって、前記マウント部が、前記電極上面より下方に位置するように凹形状に形成されると共に、当該電極が、凹形状の前記マウント部の内方へ突出するプラスチックパッケージを製造するに際し、リードフレーム単体を仕切る枠の対向する一組の枠辺に沿って、対向する他の一組の枠辺間に連結される一対のリード連結用バーと、該一対のリード連結用バーにそれぞれ外側端部が連結されて互いに枠中央部に向けて延び、内側端部にワイヤーボンディングによって前記ＩＣチップと電気的に接続される電極を備えた一対のリード形成部と、該一対のリード形成部に挟まれる位置に設けられ、当該一対のリード形成部の内側端部と連結する部位が、当該一対のリード形成部の内側端部と分離した部位よりも幅広な形状のマウント形成部と、前記他の一組の各枠辺と前記マウント形成部との間で、前記リード連結用バー間に連結される一対のプレス用バーと、を備えたリードフレームを形成する工程と、前記枠内で少なくとも前記一対のプレス用バーまで延びる凹部を備えた下型金型と、該下型金型の凹部に対応する位置に凸部を有し、該凸部の前記電極に対応する部位の幅が、当該電極と接触しないように、他の部位よりも狭い形状である上型金型と、を用い、プレス加工して前記マウント部およびリード部を形成する工程と、プレスされたリードフレームを樹脂モールドする工程と、を備えることを特徴とした。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記一対のリード連結用バーは、前記他の一組の枠辺とプレス用バー間の部分を、当該枠辺とプレス用バー間の直線距離よりも長くなるような形状にした。
【００１０】
かかる構成では、プレス工程において、枠辺とリード連結用バーとがより一層切断され難くなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るプラスチックパッケージの製造方法の一実施形態により製造したプラスチックパッケージを示し、ＩＣチップをマウントした状態の図である。
【００１２】
図１において、プラスチックパッケージは、ＩＣチップ１の両側方向に所定のピッチでそれぞれが平行に引き出され、内側端部に電極２、２’を備えたリード３、４と、前記リード３、４のうち、例えば接地に使用されるリード４の内側端部に連結され、ＩＣチップ１をマウントするマウント部としてのダイパット５と、を有するリードフレーム６と、リードフレーム６を、例えばエポキシ樹脂などで樹脂モールドしてダイパット５を囲むように形成されるケース７と、を備えて構成される。尚、隣接してダイパット５に連結されるリード４は、共通の電極２’を備えている。
【００１３】
ダイパット５は、ＩＣチップ１の載置面が図１（Ｂ）に示すように、電極２、２’上面よりも下方に位置し、かつ、マウントしたＩＣチップ１の上面が、電極２、２’の上面と略面一となるように凹形状に形成される。また、電極２、２’は、ダイパット５の内方に突出して形成される。尚、ダイパット５の深さは、ＩＣチップ１の上面と、電極２、２’の上面が必ずしも面一となるように形成する必要はない。
【００１４】
ケース７は、ダイパット５の底面が露出するように開口部７Ａを備えて構成される。また、ダイパット５を四方から囲む側壁のうち三方の側壁上端部には、ＩＣチップ１をマウントした後に図示しないキャップを嵌め込むための段付部８が設けられる。
【００１５】
かかる構成のプラスチックパッケージにＩＣチップ１をマウントする場合は、図１（Ａ）に示すように、ダイパット５のＩＣチップ１の載置面にＩＣチップ１をマウントした後、ＩＣチップ１上面に備えた電極パッド９と、電極２、２’とを、例えば金線からなるボンディングワイヤー１０でワイヤーボンディングして、電気的に接続する。その後、図示しないキャップを段付部８に嵌め込んでＩＣチップ１をケース７内に封入する。
【００１６】
かかる構成のプラスチックパッケージによれば、ＩＣチップ１の電極パッド９と、リード３、４の電極２、２’とが略面一であるので、使用するボンディングワイヤー１０の長さを従来のパッケージより短くできる。したがって、ワイヤーのコストを低減できると共に、ワイヤーボンディングの作業時間を短縮でき、ボンディングワイヤー１０の曲げ強度も向上できる。
【００１７】
また、後述するプレス工程において、ダイパット５の深さを調整して、ＩＣチップ１の電極パッド９とリード３、４の電極２、２’との高さ位置を調整できるので、例えば、ボンディング時に電極パッド９上に生成される金球の大きさを無視できず、電極パッド９と電極２、２’を面一にすると、却ってボンディングの作業性が悪くなってしまう場合にも、ボンディング作業を容易とし、ボンディングワイヤー１０の長さを最適にできる。
【００１８】
さらに、開口部７Ａを設けて、ヒートシンクとしての機能を有するダイパット５をパッケージ外部に露出させる構成としたので、ＩＣの放熱効率が向上し、パッケージを小型化できる。
【００１９】
尚、図１では、リード３、４のプラスチックパッケージ外側部分を折曲してリード挿入型にしているが、折曲形状はこれに限らず、例えば面実装型にしてもよい。また、折曲しない構成としてもよい。
【００２０】
本発明に係るプラスチックパッケージの製造方法を図２〜図５を参照しながら、以下に説明する。
まず、打抜き型で金属板を打ち抜くことによって、図２（Ａ）のような一対のリード形成部３’、４’と、マウント形成部５’と、加工前のリードフレーム６’単体を仕切る枠１１と、リード連結用バーとしての一対のタイバー１２と、プレス用バーとしての一対のテンションバー１３とを、図２（Ｂ）に示すように、同一平面上に備えた加工前のリードフレーム６’を形成する。
【００２１】
タイバー１２は、枠１１の対向する一組の枠辺１１Ａに沿って、各枠辺１１Ａからそれぞれ均等な距離を有し、対向する他の一組の枠辺１１Ｂ間に直線形状で連結される。
【００２２】
テンションバー１３は、他の一組の枠辺１１Ｂとマウント形成部５’との間で、各枠辺１１Ｂからそれぞれ均等な距離を有し、前記一対のタイバー１２間に枠辺１１Ｂと平行な直線形状で連結される。
【００２３】
リード形成部３’、４’は、各外側端部が所定ピッチで一対のタイバー１２に連結され、それぞれがマウント形成部５’に向けて、当該タイバー１２と直角方向に延び、内側端部にワイヤーボンディングによってＩＣチップ１と電気的に接続される電極２、２’を備えて形成される。また、隣接してマウント形成部５’に連結されるリード形成部４’は、共通の電極２’を備えて形成される。さらに、電極２、２’は、マウント形成部５’内のＩＣチップ１のマウント位置に近接させて適宜形成される。
【００２４】
マウント形成部５’は、一対のリード形成部３’、４’に挟まれる位置に設けられ、リード形成部４’の内側端部と連結する部位が、リード形成部３’の内側端部と分離する部位よりも幅広に形成される。
【００２５】
図３は、図２の加工前のリードフレーム６’をプレスした状態を示す。上型金型１４は、枠１１内で一対のテンションバー１３間の長さよりも長い凸部１４Ａを備えて構成される。また、凸部１４Ａは、ダイパット５のリード３と分離している部位に対応する側面領域に、図のような窪み部１４ａを備えて構成される。すなわち、窪み部１４ａは、プレス加工によって、各電極２、２’がマウント形成部５’方向に引き寄せられるときに、凸部１４Ａ側面領域が電極２、２’と接触しないように形成される。一方、凸部１４Ａの窪み部１４ａを設けた領域以外の側面領域は、ダイパット５のリード３と分離している部位と同じ幅を有する。
【００２６】
下型金型１５は、上型金型１４の凸部１４Ａと対応するように、枠１１内で一対のテンションバー１３間より長く、図３（Ｂ）に示すように、底面の幅が凸部１４Ａの幅広部（窪み部１４ａ以外の側面領域）と一致し、側面がテーパー状に形成される凹部を備えて構成される。
【００２７】
また、上型金型１４の凸部１４Ａと下型金型１５の凹部の凹凸は、マウント形成部５’上にマウントするＩＣチップ１の高さに合わせて形成される。
図２の加工前のリードフレーム６’をプレスする場合は、下型金型１５の凹部に合わせてマウント形成部５を載置し、上方から上型金型１４の凸部１４Ａでマウント形成部５’および一対のテンションバー１３をプレスする。
【００２８】
プレスによって、ＩＣチップ１の高さ分だけ、マウント形成部５’およびテンションバー１３が押し下げられ、凹形状のマウント部としてのダイパット５が形成される。これと同時に、一対のタイバー１２の枠辺１１Ｂとテンションバー１３との間の領域であるタイバー変形部１６が、ダイパット５方向に変形し、各電極２、２’もダイパット５方向（図３（Ａ）中の矢印方向）に引き寄せられる。これにより、電極２、２’がダイパット５内方に突出したリード３、４が形成される。
【００２９】
このように、ダイパット５とリード３、４とを一体成形し、マウント形成部５’とテンションバー１３とを同時に同じ量プレスするので、各電極２、２’をダイパット５方向に均等に引き寄せることができ、パッケージの仕上がり寸法精度を非常に高くできる。
【００３０】
プレス加工によって、リード３、４と、ダイパット５を形成した後、図４に示すように、一対のテンションバー１３を切断する。これにより、リードフレーム６が完成する。
【００３１】
図５において、例えばエポキシ樹脂などで樹脂成形することによって、前述のように、ダイパット５の底面が露出するように設けられた開口部７Ａと、段付部８とを備えたケース７を形成する。これにより、プラスチックパッケージが完成する。
【００３２】
図６は、本発明に係る製造方法で製造したプラスチックパッケージを利用してワイヤーボンディングを行う工程を示した図である。
ダイパット５にＩＣチップ１をマウントして、面一となったＩＣチップ１の電極パッド９と電極２、２’とをボンディングワイヤー１０でワイヤーボンディングする。ボンディング後、図示しないキャップを段付部８に嵌め込むことで、ＩＣチップ１をケース７内に封入する。
【００３３】
実際のプラスチックパッケージは、リード３、４の外側端部をタイバー１２から切り離し、図１に示すように、パッケージ外側に引き出されるリード３、４をパッケージの実装形態に合わせて適宜加工することで完成する。
【００３４】
尚、本実施形態では、ダイパット５上にマウントしたＩＣチップ１の電極パッド９と、電極２、２’とが面一となるようにリードフレーム６を形成したが、マウント形成部５’のリード形成部４’と連結している部位の幅と、上下金型１４、１５の深さとを調整すれば、電極２、２’に対するＩＣチップ１の電極パッド９の高さ位置を調整することが可能である。
【００３５】
さらに、本実施形態では、タイバー変形部１６の形状を、直線形状としたが、図７に示すように、半円状にして枠辺１１Ｂとテンションバー１３との間の直線距離よりも長くなるようにすれば、プレス時に、タイバー変形部１６の枠辺１１Ｂとの連結部に加わる力が吸収され易くなり、プレス工程中に、枠辺１１Ｂとタイバー１２とが切断し難くなる。尚、図７では、半円状としたが、形状は任意であり、枠辺１１Ｂとテンションバー１３との間の直線距離よりも長くなる形状であればよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、マウント部とリードとを一体成形できると共に、リード形成部の内側端部に備えた各電極を、パッケージ中央方向へ均等に引き寄せることができるので、パッケージの仕上がり寸法精度を非常に高くできる。
【００３８】
また、請求項２に係る発明によれば、プレス工程において、枠辺とリード連結バーとが切断し難くなり、確実にリードをバランスよくマウント部内方に引き寄せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラスチックパッケージの製造方法の一実施形態により製造したプラスチックパッケージを示した図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
【図２】本発明に係るプラスチックパッケージ製造方法のリードフレーム形成工程の説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図
【図３】リードフレームのプレス工程を示した図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図
【図４】テンションバーを切断したリードフレームを示した図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図
【図５】樹脂モールド工程の説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図
【図６】ワイヤーボンディング工程の説明図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図（Ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図
【図７】別のリードフレームの打抜き形状を示す図
【符号の説明】
１ ＩＣチップ
２、２’ 電極
３、４ リード
３’、４’リード形成部
５ ダイパット
５’ マウント形成部
６、６’ リードフレーム
７ ケース
１１ 枠
１２ タイバー
１３ テンションバー
１４ 上型金型
１４Ａ 凸部
１４ａ 窪み部
１５ 下型金型

Claims (2)

1. ＩＣチップをマウントするマウント部と、該マウント部の両側側方に複数引き出され、内側端部にワイヤーボンディングによって前記ＩＣチップと電気的に接続される電極を備えると共に、一部の内側端部が前記マウント部に連結するように形成したリード部と、を備えたリードフレームを、樹脂モールドすることによって形成されるプラスチックパッケージであって、前記マウント部が、前記電極上面より下方に位置するように凹形状に形成されると共に、当該電極が、凹形状の前記マウント部の内方へ突出するプラスチックパッケージを製造するに際し、
   リードフレーム単体を仕切る枠の対向する一組の枠辺に沿って、対向する他の一組の枠辺間に連結される一対のリード連結用バーと、該一対のリード連結用バーにそれぞれ外側端部が連結されて互いに枠中央部に向けて延び、内側端部にワイヤーボンディングによって前記ＩＣチップと電気的に接続される電極を備えた一対のリード形成部と、該一対のリード形成部に挟まれる位置に設けられ、当該一対のリード形成部の内側端部と連結する部位が、当該一対のリード形成部の内側端部と分離した部位よりも幅広な形状のマウント形成部と、前記他の一組の各枠辺と前記マウント形成部との間で、前記リード連結用バー間に連結される一対のプレス用バーと、を備えたリードフレームを形成する工程と、
   前記枠内で少なくとも前記一対のプレス用バーまで延びる凹部を備えた下型金型と、該下型金型の凹部に対応する位置に凸部を有し、該凸部の前記電極に対応する部位の幅が、当該電極と接触しないように、他の部位よりも狭い形状である上型金型と、を用い、プレス加工して前記マウント部およびリード部を形成する工程と、
   プレスされたリードフレームを樹脂モールドする工程と、を備えることを特徴とするプラスチックパッケージの製造方法。
2. 前記一対のリード連結用バーは、前記他の一組の枠辺とプレス用バー間の部分を、当該枠辺とプレス用バー間の直線距離よりも長くなるような形状にしたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックパッケージの製造方法。

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