JPH04129262A - 薄いモールド型表面実装電子デバイス及びその製造法 - Google Patents
薄いモールド型表面実装電子デバイス及びその製造法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[0001]
本発明は、電子デバイスに関するものであり、更に具体
的には、−局面において、例えば、プリント回路板上に
実装され、非常に薄い集積回路のような電子デバイス用
の、パッケージ及びコンテナに関する。 [0002]
的には、−局面において、例えば、プリント回路板上に
実装され、非常に薄い集積回路のような電子デバイス用
の、パッケージ及びコンテナに関する。 [0002]
集積回路(IC)の生産及び使用においてますます重要
に考慮すべきことは、ICが収容されるパッケージにあ
ることは既知である。ICがパッケージされるモジュー
ル、即ち、ケーシングは、ICの最終コスト、性能及び
寿命に対する重大な要因である。回路がより高密度にな
るにつれ、重要に考慮されるべきことはパッケージへの
リード及びリードより集積回路パッドへの接続の数が増
加することであり、したがって、製作の複雑性は増大し
、材料の増加及び高価の材料の点のみならず、製作コス
トが増大するので、最終製品のコストへの増加となる。 多数の相互接続の必要性を十分に取り組んだパッケージ
は、“くぎのベラ)”(bed of nails)の
外見を示す比較的に平らなパッケージボディに複数のピ
ンが垂直に向けられたピン・グリッド・アレイ(PGA
)である。非常に多くの接続が作られなければならない
時に、PGAの好評は認められている。 [0003] しかしながら、ICパッケージの設計に影響する他の要
因は表面実装技術の到来であり、この技術では、プリン
ト回路板(PCB)のリード貫通孔を伸ばすことではな
く、回路板の導電性パターン上に直接にパッケージを搭
載することにより、プリント回路板の上の空間が保全さ
れる。この技術は、パッケージをより小さくすればする
ほど、非常に多くの数のリードを含む小さなパッケージ
の設計を益々困難にするのでさらに影響を及ぼすもので
ある。表面実装技術に関する別の問題は、リード数が増
加するのにつれより困難になるリードの横方向に適切に
整列(align)させるのに加えて、PCBパターン
の表面ボンディング・ランドへのボンド(結合)が、ギ
ャップまたは短絡なく行なわれるように、そのリードは
共面性、即ち、同じ平面上にあるか、または、垂直寸法
において一直線(align)にされねばならない。 [0004] そこで、集積回路のような電子部品にパッケージを提供
する技術における継続する目的は、低価格で信頼性をも
って製造できる装置に、これらの複合的な目的が、十分
に取扱われるパッケージの設計である。最低価格のパッ
ケージは、熱可塑性プラスチック及び熱硬化性材料より
モールドできるプラスチックボディを有するものである
。 [0005]
に考慮すべきことは、ICが収容されるパッケージにあ
ることは既知である。ICがパッケージされるモジュー
ル、即ち、ケーシングは、ICの最終コスト、性能及び
寿命に対する重大な要因である。回路がより高密度にな
るにつれ、重要に考慮されるべきことはパッケージへの
リード及びリードより集積回路パッドへの接続の数が増
加することであり、したがって、製作の複雑性は増大し
、材料の増加及び高価の材料の点のみならず、製作コス
トが増大するので、最終製品のコストへの増加となる。 多数の相互接続の必要性を十分に取り組んだパッケージ
は、“くぎのベラ)”(bed of nails)の
外見を示す比較的に平らなパッケージボディに複数のピ
ンが垂直に向けられたピン・グリッド・アレイ(PGA
)である。非常に多くの接続が作られなければならない
時に、PGAの好評は認められている。 [0003] しかしながら、ICパッケージの設計に影響する他の要
因は表面実装技術の到来であり、この技術では、プリン
ト回路板(PCB)のリード貫通孔を伸ばすことではな
く、回路板の導電性パターン上に直接にパッケージを搭
載することにより、プリント回路板の上の空間が保全さ
れる。この技術は、パッケージをより小さくすればする
ほど、非常に多くの数のリードを含む小さなパッケージ
の設計を益々困難にするのでさらに影響を及ぼすもので
ある。表面実装技術に関する別の問題は、リード数が増
加するのにつれより困難になるリードの横方向に適切に
整列(align)させるのに加えて、PCBパターン
の表面ボンディング・ランドへのボンド(結合)が、ギ
ャップまたは短絡なく行なわれるように、そのリードは
共面性、即ち、同じ平面上にあるか、または、垂直寸法
において一直線(align)にされねばならない。 [0004] そこで、集積回路のような電子部品にパッケージを提供
する技術における継続する目的は、低価格で信頼性をも
って製造できる装置に、これらの複合的な目的が、十分
に取扱われるパッケージの設計である。最低価格のパッ
ケージは、熱可塑性プラスチック及び熱硬化性材料より
モールドできるプラスチックボディを有するものである
。 [0005]
これらの目的の全てを取扱うことが困難なのは知られて
いる。非常に多数のリードを含むパッケージを表面実装
するのは困難であり、PGAは、PCBの貫通孔を通し
て搭載されるか、または、キャリアに収められ、つぎに
表面実装されなければならない。さらにPGAは、安い
プラスチック化合物よりも、一般的には高価なセラミッ
ク材料でつくられる。さらに、また、500まなはそれ
以上のリードを有する比較的に精密な構造の大きなPG
Aは、そのPCAのようなパッケージ領域にわたり機械
的変位を受け、つぎにはパッケージが機械的に曲がるか
、または、そのパッケージの1つの平な区域を、その隣
接区域と異る比率で伸長させる傾向のある不均一加熱を
受けると、そのパッケージ領域において機械的変位を受
けるであろう。そのような応力(stress)は、ボ
ンドをゆるくし、短絡を生じまたは、パッケージボディ
に望ましくないクラックを生じ、湿気及び他の汚染物質
に入口を提供する。パッケージボディが、PCB基板と
かなり異る材料で作られる時には、例えば、パッケージ
がセラミックであり、基板が熱膨張の割合(比率)が異
なるプラスチックであれば、これらの応力は一層大きく
なる。そこで、非常に多くのピンの総数、熱発散、表面
実装及び低価格の問題は、からみ合わせられている。 [0006]
いる。非常に多数のリードを含むパッケージを表面実装
するのは困難であり、PGAは、PCBの貫通孔を通し
て搭載されるか、または、キャリアに収められ、つぎに
表面実装されなければならない。さらにPGAは、安い
プラスチック化合物よりも、一般的には高価なセラミッ
ク材料でつくられる。さらに、また、500まなはそれ
以上のリードを有する比較的に精密な構造の大きなPG
Aは、そのPCAのようなパッケージ領域にわたり機械
的変位を受け、つぎにはパッケージが機械的に曲がるか
、または、そのパッケージの1つの平な区域を、その隣
接区域と異る比率で伸長させる傾向のある不均一加熱を
受けると、そのパッケージ領域において機械的変位を受
けるであろう。そのような応力(stress)は、ボ
ンドをゆるくし、短絡を生じまたは、パッケージボディ
に望ましくないクラックを生じ、湿気及び他の汚染物質
に入口を提供する。パッケージボディが、PCB基板と
かなり異る材料で作られる時には、例えば、パッケージ
がセラミックであり、基板が熱膨張の割合(比率)が異
なるプラスチックであれば、これらの応力は一層大きく
なる。そこで、非常に多くのピンの総数、熱発散、表面
実装及び低価格の問題は、からみ合わせられている。 [0006]
したがって本発明の目的の1つは、非常に大きな゛′ピ
ン″または接続の数を持ち、しかも、熱または物理的原
因による横方向の機械的変位に耐えるようにそのボディ
上に物理的に可撓性ある、接続をデバイスの各端部に具
える集積回路を提供することである。 [0007] 本発明の他の目的は、PCBまたは可撓性基板にさえ表
面実装できる、多数の接続を可能にする可撓性あるIC
デバイスを提供することである。 [0008] 本発明のこれら及び他の目的の遂行において、ボンディ
ング・ランドを持ち、周辺に絶縁性可撓性の基板、及び
、表面に電子部品収容区域を有する、プリント特開平4
−1292G2 (5) 回路板(PCB)のような基板の上に表面実装するため
の電子デバイスが、一体で提供される。複数の電導性図
形が、電子部品収容区域より周辺に広がる基板の上に存
在する。その図形は、電子部品収容区域の近くに内部ボ
ンディング区域、周辺の近くに外部ボンディング区域を
具える。集積回路ダイのような電子部品はその上に複数
。ボンデイング・パッドを持ち、基板の電子部品収容区
域に取り付けられる。そ。ボンデイング・パッドは、内
部ボンディング区域に電気的に接続される。パッケージ
・ボディは、少なくとも電子部品及び内部ボンディング
区域をかこむ。少なくとも2群の図形はリード・アレイ
に形成され、そのパッケージがPCBの上に搭載される
時に、その外部ボンディング区域を、PCB上のボンデ
ィング・ランドに接触させ、ボンドされるようにする。 これらの形の図形をつけている基板のその部分は、また
アレイの形にされ、リード・アレイの一部分である。 [0009]
ン″または接続の数を持ち、しかも、熱または物理的原
因による横方向の機械的変位に耐えるようにそのボディ
上に物理的に可撓性ある、接続をデバイスの各端部に具
える集積回路を提供することである。 [0007] 本発明の他の目的は、PCBまたは可撓性基板にさえ表
面実装できる、多数の接続を可能にする可撓性あるIC
デバイスを提供することである。 [0008] 本発明のこれら及び他の目的の遂行において、ボンディ
ング・ランドを持ち、周辺に絶縁性可撓性の基板、及び
、表面に電子部品収容区域を有する、プリント特開平4
−1292G2 (5) 回路板(PCB)のような基板の上に表面実装するため
の電子デバイスが、一体で提供される。複数の電導性図
形が、電子部品収容区域より周辺に広がる基板の上に存
在する。その図形は、電子部品収容区域の近くに内部ボ
ンディング区域、周辺の近くに外部ボンディング区域を
具える。集積回路ダイのような電子部品はその上に複数
。ボンデイング・パッドを持ち、基板の電子部品収容区
域に取り付けられる。そ。ボンデイング・パッドは、内
部ボンディング区域に電気的に接続される。パッケージ
・ボディは、少なくとも電子部品及び内部ボンディング
区域をかこむ。少なくとも2群の図形はリード・アレイ
に形成され、そのパッケージがPCBの上に搭載される
時に、その外部ボンディング区域を、PCB上のボンデ
ィング・ランドに接触させ、ボンドされるようにする。 これらの形の図形をつけている基板のその部分は、また
アレイの形にされ、リード・アレイの一部分である。 [0009]
図形34を持つ薄い可撓性基板32(図2参照)は、電
子パッケージの中に使用され、熱膨張サイクル、物理的
取り扱い及びショックを通して図形をより弾力性のある
ものとすることは、知られている。図1に示されるのは
、ボンディング・ランド16にて終る複数の図形14を
有するプリント回路板(PCB)12に表面実装された
、薄いモールド電子デバイス10の1実施例の説明図で
ある。本明細書及び特許請求の範囲を通じ、PCBと云
う用語が使用されるが、この用語はその同等物を含む意
味であり、それは可撓性回路を含むが、必ずしもそれに
限定されないことが認められるであろう6実際には基板
32は、それが搭載されるであろうPCBに、材料的に
も寸法的にさえも、同等でよい。 [0010] デバイス10はボディ18を有し、ボディは、電子部品
(この図に図示されず)上にプラスチックでモールドさ
れることができるベース20、及び、キャップ22を含
むであろう。物理的にも及び電気的にも、ボンディング
・ランド16にボンド(結合)される外部ボンディング
区域(この図に図示せず)を終点とする複数の導電性ラ
ンナ即ち図形を持つ複数のリード・アレイ24は、パッ
ケージボディ18より延びている。図1に示す特定のデ
バイス10は、4個面を持つ正方形であり、各側面はリ
ード・アレイ24を持ち、その数が4であるので、それ
らは、リード゛′カッド(quad) ”アレイと呼ば
れる。しかしながらデバイス10はある実施例では、4
個より多いか、または少ない、アレイ24を持つことが
できるのは理解されるであろう。各アレイは位置合せ(
整合)機構をそのある点に具えており、図1に示される
設計においては、アレイ24の各側面上のタブ26がそ
の点であり、タブ26はPCB12のポスト30に対応
し、はまり合う(整合する)ように設計された孔28を
持ちリードをボンディング・ランド16に適切に位置ぎ
めする。デバイス10は、またその上面に熱発散器即ち
ヒートシンク31を持ち、パッケージ10の内部より外
部へ熱エネルギーを送出することを助ける。 [0011] リードアレイ24は、アレイ24′ に示されるよう
に透明でも半透明でもよく、図形34はアレイを通して
見ることもできる。このオプション(選択)は、図形3
4及びランド16の間につくられるボンドの視覚的な検
査をするのに利用される。 [0012] 図2に示されるのは、以後説明されるようにリードアレ
イ24の裏打ちを形成するであろう薄い可撓性基板のレ
イアウトである。薄い可撓性基板32及び32′ の2
つの実施例は、破線33により分離され、型式A及び壓
弐Bとしてそれぞれ図2に図示される。実際の基板の上
では、全基板は型式Aに示される設計であるが、または
、型式Bに示される何れかの設計である。しかしながら
、この表示方法では2つの型式の間の差異及び類似性が
よく理解される。 [0013] 薄い可撓性基板32/32’ は、テープ自動ボンディ
ング(TAB)裏板層または基板に典型的に適するよう
な、いかなる薄い絶縁性材料から作られうる。ポリイミ
ドは代表的な材料であるが、それは確かに唯一のもので
はなく、なかんづく即lexまたはKaptonのよう
な商品名で、それは見出される。他の適切な材料は、ポ
リエステル(価格及び性能はポリイミドより低い) レ
ジンフィルド(充填)エポキシ(resin−file
d epoxy)または繊維強化材料のようなMyla
r及び混合物(化図形34/34’ を持つことが可
能な材料にすべきであり、その図形は、普通の方法を含
み、メツキ、エツチング、フォトリソグラフィ、プリン
チップ(印刷)等に限定されないいかなる適当な方法に
よっても形成できる。その材料は、また、後で説明され
るように、製造工程の中の後の時点でリードアレイ24
に形成されるのに、十分に可撓性でなければならない。 基板32/32’の図形34/34’ に対する接着力
は、リードアレイ24が形成される際に、図形34/3
4’が基板32/32’ より剥離即ち分離しないよ
うに、十分大きくしなければならない。 [0014] 図2の低部に示される型式Aの実施例では、基板32は
電子部品受入れ区域36を有し、それは、たまたま基板
32の中央に位置されているが、他の所に置かれてもか
まわない。本発明のデバイス10の中には、広範囲の種
類の電子部品が収容できるのが理解されるであろうが、
本発明は、集積回路用のパッケージとしてその最善の使
用方法の1つであることを知っている。そこで図2は、
集積回路ダイ38がその周辺に複数のボンディングパッ
ド40を有し、ダイはすでに集積回路ダイ受入れ区域3
6にボンドされていることを示す。1つ以上のチップ3
8のダイが、ダイ受入れ区域に保持され、また、図形に
相互接続できることが、また理解されるであろう。ダイ
38のまわりの゛″リードフレーム″形成する複数の図
形34は、ダイ受入れ区域36のまわりに構成されるが
、これらの図形34は、リードフレームの中のリードと
して普通考えられるものより、かなり薄いことが理解さ
れるであろう。 図形34は、ダイ受入れ区域36の近傍又はその上に配
置された、内部ボンディング区域42を有する。基板3
2の外部周辺には複数のテスト点(ポイント)46があ
り、各図形に対しテスト点は1個存在する。正方形基板
32上に4個ある周辺44は、その端部においてコーナ
ー(角)48により連結されるので、キャリア構造また
は“リング″は、ダイ38をとり囲んでいる。 [0015] 内部ボンディング区域42及びテスト点46の中間の図
形34の上には、外部ボンディング区域50がある。型
式Aでは図形34は、ダイ収容(受入れ)区域36の端
部に垂直であり、また、外部ボンディング区域5oに達
するまで相互に平行であり、区域50においてテスト点
に向って扇状に広がり、放射状に延びる。この点につい
て創成Bは異なる。型式Bの図形34′ は、内部ボン
ディング・パッド42から外部ボンディング区域50ま
でただちに広がり、または、放射状にのび始め、テスト
点46に放射状に延びつづける。換言すれば図形34及
び34′ の終端点は同じであるが、異なる位置にある
外部ボンディング区域50及び50′ をそれぞれ通
り図形がとる道は、異なっている。しかしながら、この
特徴は、外部ボンディング区域50が異なる応用に対し
、異なったピッチにあってもよいが、テスト点46は、
テストデバイスに対し同一の、即ち、 ゛標準″ピッチ
のままであることを示す。複数の外部ボンディング・パ
ッド50が、図形34に沿って配置され、最終使用者が
、所望の点の周辺を切り落として正しいピッチのリード
を有するデバイスを与えることが予期される。 [0016] 基板32の主要な4象限を分離するのは、型式A及びB
に対し、それぞれスロット52及び52′ である。ス
ロット52及び52′ の形は、図形34及び34′
の形に依存する。図形34は図2の型式Aに図示するよ
うに、内部ボンディング区域42及び外部ボンディング
区域の間で、平行で扇形に広がらないので、スロット5
2は相互に直角である側面54を有する。周辺44及び
コーナー48を含むキャリアまたはリングが、線56で
切り取られた時には、短形状のリード・アレイ24が形
成され、これは図1のアレイ24の外見を呈するであろ
う。 [0017] しかしながら、スロット52′ は、図形34′ が内
部ボンディング区域42と外部ボンディング区域50′
の間で扇状に広がる故に、よりせまい設計を具えるこ
とになる。型式Bは、かくして線56において、周辺4
4、テスト点46及びコーナー48が切り取られる時に
、台形状のリード・アレイ24′ を有するであろう
。台形状リード・アレイ24′ は、外部端面が広いこ
とを除けば、図面に示されている通りであり図1のリー
ド・アレイ24と同様に見えるであろう。 [0018] スロット52は、整列(al ignment)機構の
存在を可能にするように形成され、これは、孔28を持
つタブ26でよいが、それに限定はされない。スロット
52′ は異れた間隔であるであろう。 [0019] しかしながら、スロット52は、ある応用において好ま
しいことではあるが、オプション(選択的)と考えられ
ることは理解されよう。例えば、デバイス10は、スロ
ット5?が存在しないと予期されるが、しかし、スロッ
ト52があったかもしれない空間を占有するような基板
の部分は、リードアレイ24が形成されるのを可能にす
るように、簡単に折り曲げられるか、または、内側には
め込まれるか、あるいは下の方に″形成されるか又は伸
ばされ、外部ボンディング区域50がPCBボンディン
グ・ランド16に接触するようにされる。 [0020] 図3に示されるのは、製造中の本発明の薄い電子デバイ
ス10の横断側面図である。同一部分は同一の参照番号
を有し、デバイス10の構造が説明されるであろう。基
板32が与えられ、それは端面に示される複数の図形3
4を有し、その図形は、内部ボンディング区域42、外
部ボンディング区域50及び図形34の端末においてテ
スト点46を有する。集積回路ダイ38は、つぎに集積
回路ダイの収容(受入れ)区域36上に置かれ、そこに
適当な接着剤58でダイボンドされる。ボンディング・
パッド40(この図では見えず)は、つぎに、ワイヤボ
ンド60、テープ自動ボンディング(TAB) “
フリップチップ″バンプ・ボンディング等を含むが、そ
れに限定されない適当な手段により、内部ボンディング
区域42に電気的に接続される。例えば、フリップチッ
プ技術による直接ボンディングが望ましければ、ダイ・
ボンディング・パッド40には、金または他の適切な材
料のバンプが供給され、内部ボンディング区域42はダ
イ収容(受入れ)区域36の中に伸ばされ、ダイ38は
ひっくり返され、熱圧縮または他の適当な技術により、
ボンディングに先だち、またバンプにされた内部ボンデ
ィング区域に、直接にボンドされるであろう。 [0021] デバイス10は、そこでパッケージボディ18が与えら
れ、図3及び図4に示される実施例のパッケージ・ボデ
ィは、オーバーモールド・ベース20を具える。ベース
20は少なくとも、集積回路ダイ38、内部ボンディン
グ区域42及びワイヤボンド60を覆う。製造工程のこ
の時点において、デバイス10は・上に向けられ、即ち
・それがPCB12に搭載される位置より逆になるので
、図3では“ベース″20が上に描かれているが、図4
ではベースは、結局はデバイス10の底部を形成するで
あろう。ボディ18は、オーバーモールディング(上部
形成)以外の、あらかじめ形成した断片部分でデバイス
を囲むこと等のような、他の方法でも供給可能である[
0022] 次に、デバイスは、テスト探針(プローブ)をテスト点
46に接触することによりテストできる。テストは、ボ
ディ48が供給される前にもまた行なわれうる。デバイ
ス10が完全に形成される前に、集積回路ダイ38、及
び、図形34へのその接続をテストすることが可能なこ
とは、その後の工程により、デバイス10にさらに費用
が加えられる以前に、欠陥デバイス10及びチップ38
を捨てなり、再加工ができる利点を有する。 [0023] デバイス10がテストされたのちに、周囲のキャリア構
造を形成する基板32の周辺44及びコーナー48は、
切取り線56に沿って切断される。図3及び図4には見
えないスロット52は、デバイス10の製造工程におけ
る多くの場所で形成できるが、それは、ダイ38が基板
32に搭載される前、オーバーモールディング工程の後
、及び、線56に沿う切断のあいだ、またはその後でよ
いが、それらに限定はされない。しかしながら、スロッ
ト52は必要ならば、少なくとも基板32及び図形34
の1部分(外部ボンディング区域50を含む)の形成を
曲げ及び成形によりリード・アレイ24に造られる前に
提供されなければならない。その結果であるリード・ア
レイ24は、スロット52により分離され、また、その
アレイ24は、パッケージ・ボディ18の外側にボディ
より離れて広がる。 [0024] 図形34の外側ボディ18の部分は外部ボンディング区
域50(リード・アレイ24)を含み、図4に示される
ガルウィング構成のようないがなる適当な形状にも形成
でき、その構成は外部ボンディング区域50をPCB1
2上のボンディング・ランド16に接触させ、ボンドさ
せることができるであろう。他の構成は、突合せ継手及
ガルウィング構成に形成される場合には、パッケージ1
0は、製造には多分散も便利である図3の方向より、図
4に示される位置に反転されなければならない。代わり
の実施例は、導電性図形を基板の両側に持ち、そのひと
組の図形が互に電気的に接触している、薄い可撓性基板
32を具えるであろう。このような基板であれば、ダイ
38は基板のどの側面にも搭載でき、アレイ24のいづ
れの側面も、より大きなPCB基板へのボンディングに
使用可能である。°そのような基板32によりデバイス
10は図3に図示する位置においてPCB基板12に搭
載できる。 [0025] 外部ボンディング区域50のボンディングランド16へ
の実際のボンディング(結合)は、はんだによる2つの
表面のすずめつき、熱圧縮ボンディング、ウェーブはん
だ(Wave 5older) ホットバーリフロー
等を含むが、それに限定されないいかなる適当な方法で
行なってもよい。デバイス10は、選択的に、その背面
を上にした構成で、即ち、図4の方向を上にして与えら
れ、ある場合に、それは、パッケージ10を密閉するた
めに必要とされるキャップ22となるである。キャップ
22は熱発散面62を含むことができ、あるいは、その
全面がヒートシンクでもありうる。好ましい実施例にお
いてキャップ22は、ベース20と同時に配置され、ま
たは、形成される。しかしながら、分離したヒートシン
クが提供される場合には、欠陥パッケージにヒートシン
クを不必要に取り付けるのを防ぐため、少なくともデバ
イス10がテストされた後に、パッケージ10上にヒー
トシンクを付けるのが望ましいであろう。 [0026] デバイス10が取り扱はれ、P CB 12の上に搭載
され、他方、デバイス10が基板12自体の上にある時
でさえ、リードアレイ24はかなりの可撓性及び応力除
去を与えるのは明らかであろう。さらに基板32及びP
CB12は、熱膨張特性がよく整合し、応力もまた減小
する。更に、図形34及び外部ボンディング区域50は
、リード・アレイ24の上に集団的に組合わされている
から、すべての接続の位置合せ(整列)を確実にする
ため、デバイス10の側面ごとに、ただ1つの位置合せ
の必要性があるだけである。デバイス10は、また、リ
ード区域50で利用されるピッチより大きいピッチのテ
スト点46においてテストできる。曲がったリード及び
同−千面性の問題は、リード・アレイ24の利用に極め
て軽減される。デバイス10は、非常に薄く作ることが
でき、容易に表面実装もできる。テスト点46、周辺4
4及びコーナー48は、基板12のまわりに構造物を形
成し、処理中及びテストのあいだ基板を保護する。処理
中及びテスト中のこれらの領域に発生する損傷は、テス
トの後でPCB12に搭載のまえに、この部分は切取ら
れ、捨てられるであろうから重要ではない。 [0027] 図5に示されるのは、ICダイ収容(受入れ)区域36
が、ダイ38をボンドする熱伝導性ダイ支持板64によ
り置換された、本発明の1実施例である。デバイス10
よりの熱発散をさらに容易にするなめ、熱スプレッダま
たはヒートシンク66は、熱伝導性ダイ支持板64に具
えられ、取り付けられる。 [0028] 図6及び図7は、既に検討されたものに対する代わりの
ボディ18の構成を示す。図6においては樹脂(レジン
)ダム68が具えられ、これは適当な絶縁性、保護材料
でよい。樹脂ダム68は、基板32の上の場所にモール
ドでき、あるいは、前もってモールドされ、別の工程で
取り付けることもできる。次に、樹脂70は、ダム68
の間の空間をみたすように供給される。樹脂70は、置
かれる時には粘性があるが、しかし時間がたてば、また
は、熱を加えれば硬化する絶縁性材料が好ましい。適当
な樹脂は、エポキシを含むカミそれに限定はされない。 ボディ18は、図7に示されるように、ダム68を使用
せずふくらんだ形70′ に樹脂を加えるだけで、仕上
げることもできる。このような樹脂の応用は、 “′グ
ロブ・トップ(glob top)″と呼ばれることも
ある。
子パッケージの中に使用され、熱膨張サイクル、物理的
取り扱い及びショックを通して図形をより弾力性のある
ものとすることは、知られている。図1に示されるのは
、ボンディング・ランド16にて終る複数の図形14を
有するプリント回路板(PCB)12に表面実装された
、薄いモールド電子デバイス10の1実施例の説明図で
ある。本明細書及び特許請求の範囲を通じ、PCBと云
う用語が使用されるが、この用語はその同等物を含む意
味であり、それは可撓性回路を含むが、必ずしもそれに
限定されないことが認められるであろう6実際には基板
32は、それが搭載されるであろうPCBに、材料的に
も寸法的にさえも、同等でよい。 [0010] デバイス10はボディ18を有し、ボディは、電子部品
(この図に図示されず)上にプラスチックでモールドさ
れることができるベース20、及び、キャップ22を含
むであろう。物理的にも及び電気的にも、ボンディング
・ランド16にボンド(結合)される外部ボンディング
区域(この図に図示せず)を終点とする複数の導電性ラ
ンナ即ち図形を持つ複数のリード・アレイ24は、パッ
ケージボディ18より延びている。図1に示す特定のデ
バイス10は、4個面を持つ正方形であり、各側面はリ
ード・アレイ24を持ち、その数が4であるので、それ
らは、リード゛′カッド(quad) ”アレイと呼ば
れる。しかしながらデバイス10はある実施例では、4
個より多いか、または少ない、アレイ24を持つことが
できるのは理解されるであろう。各アレイは位置合せ(
整合)機構をそのある点に具えており、図1に示される
設計においては、アレイ24の各側面上のタブ26がそ
の点であり、タブ26はPCB12のポスト30に対応
し、はまり合う(整合する)ように設計された孔28を
持ちリードをボンディング・ランド16に適切に位置ぎ
めする。デバイス10は、またその上面に熱発散器即ち
ヒートシンク31を持ち、パッケージ10の内部より外
部へ熱エネルギーを送出することを助ける。 [0011] リードアレイ24は、アレイ24′ に示されるよう
に透明でも半透明でもよく、図形34はアレイを通して
見ることもできる。このオプション(選択)は、図形3
4及びランド16の間につくられるボンドの視覚的な検
査をするのに利用される。 [0012] 図2に示されるのは、以後説明されるようにリードアレ
イ24の裏打ちを形成するであろう薄い可撓性基板のレ
イアウトである。薄い可撓性基板32及び32′ の2
つの実施例は、破線33により分離され、型式A及び壓
弐Bとしてそれぞれ図2に図示される。実際の基板の上
では、全基板は型式Aに示される設計であるが、または
、型式Bに示される何れかの設計である。しかしながら
、この表示方法では2つの型式の間の差異及び類似性が
よく理解される。 [0013] 薄い可撓性基板32/32’ は、テープ自動ボンディ
ング(TAB)裏板層または基板に典型的に適するよう
な、いかなる薄い絶縁性材料から作られうる。ポリイミ
ドは代表的な材料であるが、それは確かに唯一のもので
はなく、なかんづく即lexまたはKaptonのよう
な商品名で、それは見出される。他の適切な材料は、ポ
リエステル(価格及び性能はポリイミドより低い) レ
ジンフィルド(充填)エポキシ(resin−file
d epoxy)または繊維強化材料のようなMyla
r及び混合物(化図形34/34’ を持つことが可
能な材料にすべきであり、その図形は、普通の方法を含
み、メツキ、エツチング、フォトリソグラフィ、プリン
チップ(印刷)等に限定されないいかなる適当な方法に
よっても形成できる。その材料は、また、後で説明され
るように、製造工程の中の後の時点でリードアレイ24
に形成されるのに、十分に可撓性でなければならない。 基板32/32’の図形34/34’ に対する接着力
は、リードアレイ24が形成される際に、図形34/3
4’が基板32/32’ より剥離即ち分離しないよ
うに、十分大きくしなければならない。 [0014] 図2の低部に示される型式Aの実施例では、基板32は
電子部品受入れ区域36を有し、それは、たまたま基板
32の中央に位置されているが、他の所に置かれてもか
まわない。本発明のデバイス10の中には、広範囲の種
類の電子部品が収容できるのが理解されるであろうが、
本発明は、集積回路用のパッケージとしてその最善の使
用方法の1つであることを知っている。そこで図2は、
集積回路ダイ38がその周辺に複数のボンディングパッ
ド40を有し、ダイはすでに集積回路ダイ受入れ区域3
6にボンドされていることを示す。1つ以上のチップ3
8のダイが、ダイ受入れ区域に保持され、また、図形に
相互接続できることが、また理解されるであろう。ダイ
38のまわりの゛″リードフレーム″形成する複数の図
形34は、ダイ受入れ区域36のまわりに構成されるが
、これらの図形34は、リードフレームの中のリードと
して普通考えられるものより、かなり薄いことが理解さ
れるであろう。 図形34は、ダイ受入れ区域36の近傍又はその上に配
置された、内部ボンディング区域42を有する。基板3
2の外部周辺には複数のテスト点(ポイント)46があ
り、各図形に対しテスト点は1個存在する。正方形基板
32上に4個ある周辺44は、その端部においてコーナ
ー(角)48により連結されるので、キャリア構造また
は“リング″は、ダイ38をとり囲んでいる。 [0015] 内部ボンディング区域42及びテスト点46の中間の図
形34の上には、外部ボンディング区域50がある。型
式Aでは図形34は、ダイ収容(受入れ)区域36の端
部に垂直であり、また、外部ボンディング区域5oに達
するまで相互に平行であり、区域50においてテスト点
に向って扇状に広がり、放射状に延びる。この点につい
て創成Bは異なる。型式Bの図形34′ は、内部ボン
ディング・パッド42から外部ボンディング区域50ま
でただちに広がり、または、放射状にのび始め、テスト
点46に放射状に延びつづける。換言すれば図形34及
び34′ の終端点は同じであるが、異なる位置にある
外部ボンディング区域50及び50′ をそれぞれ通
り図形がとる道は、異なっている。しかしながら、この
特徴は、外部ボンディング区域50が異なる応用に対し
、異なったピッチにあってもよいが、テスト点46は、
テストデバイスに対し同一の、即ち、 ゛標準″ピッチ
のままであることを示す。複数の外部ボンディング・パ
ッド50が、図形34に沿って配置され、最終使用者が
、所望の点の周辺を切り落として正しいピッチのリード
を有するデバイスを与えることが予期される。 [0016] 基板32の主要な4象限を分離するのは、型式A及びB
に対し、それぞれスロット52及び52′ である。ス
ロット52及び52′ の形は、図形34及び34′
の形に依存する。図形34は図2の型式Aに図示するよ
うに、内部ボンディング区域42及び外部ボンディング
区域の間で、平行で扇形に広がらないので、スロット5
2は相互に直角である側面54を有する。周辺44及び
コーナー48を含むキャリアまたはリングが、線56で
切り取られた時には、短形状のリード・アレイ24が形
成され、これは図1のアレイ24の外見を呈するであろ
う。 [0017] しかしながら、スロット52′ は、図形34′ が内
部ボンディング区域42と外部ボンディング区域50′
の間で扇状に広がる故に、よりせまい設計を具えるこ
とになる。型式Bは、かくして線56において、周辺4
4、テスト点46及びコーナー48が切り取られる時に
、台形状のリード・アレイ24′ を有するであろう
。台形状リード・アレイ24′ は、外部端面が広いこ
とを除けば、図面に示されている通りであり図1のリー
ド・アレイ24と同様に見えるであろう。 [0018] スロット52は、整列(al ignment)機構の
存在を可能にするように形成され、これは、孔28を持
つタブ26でよいが、それに限定はされない。スロット
52′ は異れた間隔であるであろう。 [0019] しかしながら、スロット52は、ある応用において好ま
しいことではあるが、オプション(選択的)と考えられ
ることは理解されよう。例えば、デバイス10は、スロ
ット5?が存在しないと予期されるが、しかし、スロッ
ト52があったかもしれない空間を占有するような基板
の部分は、リードアレイ24が形成されるのを可能にす
るように、簡単に折り曲げられるか、または、内側には
め込まれるか、あるいは下の方に″形成されるか又は伸
ばされ、外部ボンディング区域50がPCBボンディン
グ・ランド16に接触するようにされる。 [0020] 図3に示されるのは、製造中の本発明の薄い電子デバイ
ス10の横断側面図である。同一部分は同一の参照番号
を有し、デバイス10の構造が説明されるであろう。基
板32が与えられ、それは端面に示される複数の図形3
4を有し、その図形は、内部ボンディング区域42、外
部ボンディング区域50及び図形34の端末においてテ
スト点46を有する。集積回路ダイ38は、つぎに集積
回路ダイの収容(受入れ)区域36上に置かれ、そこに
適当な接着剤58でダイボンドされる。ボンディング・
パッド40(この図では見えず)は、つぎに、ワイヤボ
ンド60、テープ自動ボンディング(TAB) “
フリップチップ″バンプ・ボンディング等を含むが、そ
れに限定されない適当な手段により、内部ボンディング
区域42に電気的に接続される。例えば、フリップチッ
プ技術による直接ボンディングが望ましければ、ダイ・
ボンディング・パッド40には、金または他の適切な材
料のバンプが供給され、内部ボンディング区域42はダ
イ収容(受入れ)区域36の中に伸ばされ、ダイ38は
ひっくり返され、熱圧縮または他の適当な技術により、
ボンディングに先だち、またバンプにされた内部ボンデ
ィング区域に、直接にボンドされるであろう。 [0021] デバイス10は、そこでパッケージボディ18が与えら
れ、図3及び図4に示される実施例のパッケージ・ボデ
ィは、オーバーモールド・ベース20を具える。ベース
20は少なくとも、集積回路ダイ38、内部ボンディン
グ区域42及びワイヤボンド60を覆う。製造工程のこ
の時点において、デバイス10は・上に向けられ、即ち
・それがPCB12に搭載される位置より逆になるので
、図3では“ベース″20が上に描かれているが、図4
ではベースは、結局はデバイス10の底部を形成するで
あろう。ボディ18は、オーバーモールディング(上部
形成)以外の、あらかじめ形成した断片部分でデバイス
を囲むこと等のような、他の方法でも供給可能である[
0022] 次に、デバイスは、テスト探針(プローブ)をテスト点
46に接触することによりテストできる。テストは、ボ
ディ48が供給される前にもまた行なわれうる。デバイ
ス10が完全に形成される前に、集積回路ダイ38、及
び、図形34へのその接続をテストすることが可能なこ
とは、その後の工程により、デバイス10にさらに費用
が加えられる以前に、欠陥デバイス10及びチップ38
を捨てなり、再加工ができる利点を有する。 [0023] デバイス10がテストされたのちに、周囲のキャリア構
造を形成する基板32の周辺44及びコーナー48は、
切取り線56に沿って切断される。図3及び図4には見
えないスロット52は、デバイス10の製造工程におけ
る多くの場所で形成できるが、それは、ダイ38が基板
32に搭載される前、オーバーモールディング工程の後
、及び、線56に沿う切断のあいだ、またはその後でよ
いが、それらに限定はされない。しかしながら、スロッ
ト52は必要ならば、少なくとも基板32及び図形34
の1部分(外部ボンディング区域50を含む)の形成を
曲げ及び成形によりリード・アレイ24に造られる前に
提供されなければならない。その結果であるリード・ア
レイ24は、スロット52により分離され、また、その
アレイ24は、パッケージ・ボディ18の外側にボディ
より離れて広がる。 [0024] 図形34の外側ボディ18の部分は外部ボンディング区
域50(リード・アレイ24)を含み、図4に示される
ガルウィング構成のようないがなる適当な形状にも形成
でき、その構成は外部ボンディング区域50をPCB1
2上のボンディング・ランド16に接触させ、ボンドさ
せることができるであろう。他の構成は、突合せ継手及
ガルウィング構成に形成される場合には、パッケージ1
0は、製造には多分散も便利である図3の方向より、図
4に示される位置に反転されなければならない。代わり
の実施例は、導電性図形を基板の両側に持ち、そのひと
組の図形が互に電気的に接触している、薄い可撓性基板
32を具えるであろう。このような基板であれば、ダイ
38は基板のどの側面にも搭載でき、アレイ24のいづ
れの側面も、より大きなPCB基板へのボンディングに
使用可能である。°そのような基板32によりデバイス
10は図3に図示する位置においてPCB基板12に搭
載できる。 [0025] 外部ボンディング区域50のボンディングランド16へ
の実際のボンディング(結合)は、はんだによる2つの
表面のすずめつき、熱圧縮ボンディング、ウェーブはん
だ(Wave 5older) ホットバーリフロー
等を含むが、それに限定されないいかなる適当な方法で
行なってもよい。デバイス10は、選択的に、その背面
を上にした構成で、即ち、図4の方向を上にして与えら
れ、ある場合に、それは、パッケージ10を密閉するた
めに必要とされるキャップ22となるである。キャップ
22は熱発散面62を含むことができ、あるいは、その
全面がヒートシンクでもありうる。好ましい実施例にお
いてキャップ22は、ベース20と同時に配置され、ま
たは、形成される。しかしながら、分離したヒートシン
クが提供される場合には、欠陥パッケージにヒートシン
クを不必要に取り付けるのを防ぐため、少なくともデバ
イス10がテストされた後に、パッケージ10上にヒー
トシンクを付けるのが望ましいであろう。 [0026] デバイス10が取り扱はれ、P CB 12の上に搭載
され、他方、デバイス10が基板12自体の上にある時
でさえ、リードアレイ24はかなりの可撓性及び応力除
去を与えるのは明らかであろう。さらに基板32及びP
CB12は、熱膨張特性がよく整合し、応力もまた減小
する。更に、図形34及び外部ボンディング区域50は
、リード・アレイ24の上に集団的に組合わされている
から、すべての接続の位置合せ(整列)を確実にする
ため、デバイス10の側面ごとに、ただ1つの位置合せ
の必要性があるだけである。デバイス10は、また、リ
ード区域50で利用されるピッチより大きいピッチのテ
スト点46においてテストできる。曲がったリード及び
同−千面性の問題は、リード・アレイ24の利用に極め
て軽減される。デバイス10は、非常に薄く作ることが
でき、容易に表面実装もできる。テスト点46、周辺4
4及びコーナー48は、基板12のまわりに構造物を形
成し、処理中及びテストのあいだ基板を保護する。処理
中及びテスト中のこれらの領域に発生する損傷は、テス
トの後でPCB12に搭載のまえに、この部分は切取ら
れ、捨てられるであろうから重要ではない。 [0027] 図5に示されるのは、ICダイ収容(受入れ)区域36
が、ダイ38をボンドする熱伝導性ダイ支持板64によ
り置換された、本発明の1実施例である。デバイス10
よりの熱発散をさらに容易にするなめ、熱スプレッダま
たはヒートシンク66は、熱伝導性ダイ支持板64に具
えられ、取り付けられる。 [0028] 図6及び図7は、既に検討されたものに対する代わりの
ボディ18の構成を示す。図6においては樹脂(レジン
)ダム68が具えられ、これは適当な絶縁性、保護材料
でよい。樹脂ダム68は、基板32の上の場所にモール
ドでき、あるいは、前もってモールドされ、別の工程で
取り付けることもできる。次に、樹脂70は、ダム68
の間の空間をみたすように供給される。樹脂70は、置
かれる時には粘性があるが、しかし時間がたてば、また
は、熱を加えれば硬化する絶縁性材料が好ましい。適当
な樹脂は、エポキシを含むカミそれに限定はされない。 ボディ18は、図7に示されるように、ダム68を使用
せずふくらんだ形70′ に樹脂を加えるだけで、仕上
げることもできる。このような樹脂の応用は、 “′グ
ロブ・トップ(glob top)″と呼ばれることも
ある。
【図1】
本発明にもとづき、部分的に示されるプリント回路板に
表面実装された、薄いまたは、カプセル封入された、電
子デバイスの半横向きの透視図である。
表面実装された、薄いまたは、カプセル封入された、電
子デバイスの半横向きの透視図である。
【図2】
分離スロットを有する2種の異なる設計の図形を保持し
ている本発明の薄い可撓性基板の平面図である。
ている本発明の薄い可撓性基板の平面図である。
【図3】
本発明の方法にもとづきモールドされた後の薄い電子デ
バイスの断面図である
バイスの断面図である
【図4】
テスト点が切断され、図形がPCB上に表面実装のため
形成された後の図3の薄い電子デバイスの断面説明図で
ある。
形成された後の図3の薄い電子デバイスの断面説明図で
ある。
【図5】
図4に示されるような電子デバイスであり、熱の発散が
最適化された電子デバイスの断面図である。
最適化された電子デバイスの断面図である。
【図6】
代わりのボディのタイプを有する本発明のデバイスの部
分断面説明図である。
分断面説明図である。
【図7】
代わりのボディのタイプを有する本発明のデバイスの部
分断面説明図である。
分断面説明図である。
10 デバイス、パッケージ
12 プリント回路板(PCB)
16 ボンディング・ランド
18 パッケージ・ボディ
20 オーバーモルト・ベース
22 キャップ
24 リード・アレイ
24′ リード・アレイ
26 タブ
26′ タブ
28孔
28′孔
30 ポスト
31 ヒート・シンク
32 基板
基板
図形
図形
電子部品収容区域
集積回路ダイ
ボンディング・パッド
内部ボンディング区域
外部周辺
テスト点
コーナー
外部ボンディング区域
外部ボンディング区域
スロット
スロット
側面
切取り線(切断線)
接着剤
ワイヤボンド、接続
熱発散面
熱伝導性ダイ支持
ヒートシンク
樹脂ダム
樹脂
樹脂
図面
【図1】
【図2】
【図3】
1へ
1″′S
【図5】
【図6】
【図7】
Claims (3)
- 【請求項1】電子部品収容区域をその上に有する周辺を
具える絶縁性の可撓性基板、 電子部品収容区域より周辺まで広がる基板上において、
電子部品収容区域近傍に内部ボンディング区域、及び 周辺近傍に外部ボンディング区域、を有し、少なくとも
2群が、デバイスが上に搭載される時にPCB上のボン
ディング・ランドに、外部ボンディング区域を接触させ
、ボンドさせるようにリードアレイに形成される複数の
電導性図形、上方に複数のボンディングパッドを有し、
基板の上の電子部品収容区域に取り付けられ、ボンディ
ング・パッドが内部ボンディング区域に電気的に接続さ
れる電子部品、 少なくとも電子部品及び内部ボンディング区域をかこむ
パッケージボディ、を具え、ボンディング・ランドを有
するプリント回路板(PCB)上に表面実装するための
電子デバイス。 - 【請求項2】電子部品収容区域をその上に有する周辺を
具える絶縁性の可撓性基板、 電子部品収容区域より周辺まで広がる基板上において、
電子部品収容区域近傍に内部ボンディング区域、 周辺近傍に外部ボンディング区域、及び 各々に対しテスト点を有し、テスト点は、外部ボンディ
ング区域よりも電子部品収容区域からさらに除去された
基板周辺にあり、テスト点及び基板周辺は、外部ボンデ
ィング区域を含む基板部分より切り取られうるものであ
り、少なくともその2群が、デバイスをそこに搭載する
時に、外部ボンディング区域をPCB上のボンディング
・ランドに接触させ、ボンドさせるようにリード・アレ
イに形成される複数の導電性図形、 複数。ボンデイング・パッドを上方に有し、基板上の電
子部品収容区域に配置され、ボンディング・パッドが内
部ボンディング区域に電気的に接続される電子部品、 少なくとも電子部品及び内部ボンディング区域を囲むパ
ッケージ・ボディ、を具えるボンディング・ランドを有
するプリント回路板(PCB)上に表面実装するための
電子デバイス。 - 【請求項3】基板が電子部品収容区域をその上に有し、
さらに、電子部品収容区域より周辺まで広がる複数の電
気的に導電性の図形を有し、各図形は、電子部品収容区
域の近傍に内部ボンディング区域、及び周辺の近傍に外
部ボンディング区域を有する絶縁性、可撓性基板を提供
するステップ、基板上の電子部品収容区域に対して複数
のボンディング・パッドをその上に有する電子部品を取
り付けるステップ、内部ボンディング区域へのそのボン
ディング・パッドを電気的に接続するステップ、 少なくとも電子部品及び内部ボンディング区域をパッケ
ージ・ボディにより囲むステップ、 少なくとも2群の図形をリード・アレイ状に形成し、外
部ボンディング区域がPCB上のボンディング・ランド
に接触及びボンドされることを可能にするステップ、 を具備するボンディング・ランドを有するプリント回路
板(PCB)上に表面実装するのに適した電子デバイス
を作るための方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US457,648 | 1989-12-27 | ||
US07/457,648 US5018005A (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Thin, molded, surface mount electronic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04129262A true JPH04129262A (ja) | 1992-04-30 |
Family
ID=23817589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPH04129262A (ja) |
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