JPH04162655A - リードフレームおよび半導体装置 - Google Patents

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。

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１ｉＣＲＴ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６２−２２４９５１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
モ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３０Ｘ１０ｍｎ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太き芒が不足する。

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（２
４）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。

（ネ）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。

（へ）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（１１）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
間をダイパー（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、（２
１）は突出部である。枠体（１１）は、板厚０．４１１
１１１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、表面には銀メツキが処される。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）の実装部である。放熱基板（１２）は板厚１．８
１１１ｎ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。太きき
は３８Ｘ１８１ｍｌ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（２４）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）を枠体り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（２
１）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ｔ
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（１５ａ）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よって下金型（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）で挾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である。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（１
２）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）によっ工下方に流れる分（３
９）の流れを助けるため、ここに位置する放熱基板（１
２）の拡張部（２５〉はカシメ部（２４）よりやや後退
させである。

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）の図示せぬポ
ンディングパッドとり一層（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。トランジスタチ
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（１
２）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
言の異るチップ部品（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）を延在きせることができ、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。

きらに、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。

そしてきらに、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）
　（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)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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. （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. （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. （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. （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。