JPH04233263A - 成形ハイブリッド パッケージ及びこのためのリード フレーム - Google Patents
成形ハイブリッド パッケージ及びこのためのリード フレームInfo
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- JPH04233263A JPH04233263A JP3161936A JP16193691A JPH04233263A JP H04233263 A JPH04233263 A JP H04233263A JP 3161936 A JP3161936 A JP 3161936A JP 16193691 A JP16193691 A JP 16193691A JP H04233263 A JPH04233263 A JP H04233263A
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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】
【技術分野】本発明は成形ハイブリッド集積回路（ＨＩ
Ｃ）パッケージ及びＨＩＣパッケージを形成するために
使用されるリード フレーム構造に関する。
Ｃ）パッケージ及びＨＩＣパッケージを形成するために
使用されるリード フレーム構造に関する。
【０００２】
【技術背景】ハイブリッド集積回路（ＨＩＣ）は単一基
板上の複数の電子機能を結合する集積回路（ＩＣ）より
大きなマイクロ電子デバイスである。マイクロ電子デバ
イスの信頼性を保護及び延命すために、通常、これらは
適当なプラスチック材料、例えば、エポキシ内にカプセ
ル化（パッケージ化）される。このカプセル化は、サイ
ズが均一で，扱いが楽な成形パッケージが製造されるよ
うに配慮される。主要な関心事は、多数の周辺コンタク
ト（例えば、正方形構成）を持つ小さなサイズのパッケ
ージと、カプセル化プラスチック材料によってデバイス
に提供される保護にある。成形ＨＩＣパッケージの外寸
は、ジョイント エレクトロン デバイス エン
ジニアリング カウンシル（Ｊｏｉｎｔ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ
ｕｎｃｉｌ ，ＪＥＤＥＣ）による標準サイズに対応し
、従って、成形ＨＩＣは、典型的にＩＣに対して提供さ
れるような空間内で使用される。
板上の複数の電子機能を結合する集積回路（ＩＣ）より
大きなマイクロ電子デバイスである。マイクロ電子デバ
イスの信頼性を保護及び延命すために、通常、これらは
適当なプラスチック材料、例えば、エポキシ内にカプセ
ル化（パッケージ化）される。このカプセル化は、サイ
ズが均一で，扱いが楽な成形パッケージが製造されるよ
うに配慮される。主要な関心事は、多数の周辺コンタク
ト（例えば、正方形構成）を持つ小さなサイズのパッケ
ージと、カプセル化プラスチック材料によってデバイス
に提供される保護にある。成形ＨＩＣパッケージの外寸
は、ジョイント エレクトロン デバイス エン
ジニアリング カウンシル（Ｊｏｉｎｔ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ
ｕｎｃｉｌ ，ＪＥＤＥＣ）による標準サイズに対応し
、従って、成形ＨＩＣは、典型的にＩＣに対して提供さ
れるような空間内で使用される。
【０００３】典型的には、ＨＩＣは搭載パッド及びリー
ド フレームを使用してパッケージ化される。先行技
術でカプセル化されたＨＩＣパッケージが図８に断面図
で示されている。ここにおいて、抵抗、コンデンサ、ト
ランジスタ、ＩＣ、及びＨＩＣの他の要素のような一般
的に３として同定される複数の様々な電子要素を有する
、セラミック基板またはプリント配線基板のようなキャ
リア基板２が搭載パッド４と複数のリード５からなるリ
ード フレーム上に搭載される。ワイヤリング接続６
が様々なデバイス、基板上のパッド及びリード フレ
ーム上のリードに対して行なわれた後、全アセンブリが
適当なプラスチック材料７、例えば、エポキシ内にカプ
セル化される。このような先行技術のＨＩＣパッケージ
の一つの異形がＴ．ササモタ（Ｔ．Ｓａｓａｍｏｔａ）
、Ｎ．センバ（Ｎ．Ｓｅｎｂａ ）、オオニシ（ Ｏｈ
ｎｉｓｈｉ）及びＡ．サトウ（Ａ．Ｓａｔｏ）らによっ
て、ＩＥＥＥ国際電子製造技術シンポジウムの議事録（
Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｉｎｔ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｓｙｍｐ． ）、１９８７年、第１６頁から第２１頁に
掲載の論文『トランスファー成形標準パッケージ内の新
たなタイプのハイブリッドＩＣ（Ａ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ
Ｈｙｂｒｉｄ ＩＣ ｉｎ ａ Ｔｒａｎｓｆｅｒ−
ｍｏｌｄｅｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐａｃｋａｇｅ）』
において開示されている。残念なことに、このタイプの
設計は、パッケージの成形中及び成形後，熱ストレスを
発生させ、これがリード５へのワイヤー接続６、並びに
成形パッケージの保全性に悪影響を与える。従って、こ
の可能性を排除する、あるいは少なくとも低減させる成
形ＨＩＣ設計を提供することが望まれる。
ド フレームを使用してパッケージ化される。先行技
術でカプセル化されたＨＩＣパッケージが図８に断面図
で示されている。ここにおいて、抵抗、コンデンサ、ト
ランジスタ、ＩＣ、及びＨＩＣの他の要素のような一般
的に３として同定される複数の様々な電子要素を有する
、セラミック基板またはプリント配線基板のようなキャ
リア基板２が搭載パッド４と複数のリード５からなるリ
ード フレーム上に搭載される。ワイヤリング接続６
が様々なデバイス、基板上のパッド及びリード フレ
ーム上のリードに対して行なわれた後、全アセンブリが
適当なプラスチック材料７、例えば、エポキシ内にカプ
セル化される。このような先行技術のＨＩＣパッケージ
の一つの異形がＴ．ササモタ（Ｔ．Ｓａｓａｍｏｔａ）
、Ｎ．センバ（Ｎ．Ｓｅｎｂａ ）、オオニシ（ Ｏｈ
ｎｉｓｈｉ）及びＡ．サトウ（Ａ．Ｓａｔｏ）らによっ
て、ＩＥＥＥ国際電子製造技術シンポジウムの議事録（
Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｉｎｔ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｓｙｍｐ． ）、１９８７年、第１６頁から第２１頁に
掲載の論文『トランスファー成形標準パッケージ内の新
たなタイプのハイブリッドＩＣ（Ａ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ
Ｈｙｂｒｉｄ ＩＣ ｉｎ ａ Ｔｒａｎｓｆｅｒ−
ｍｏｌｄｅｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐａｃｋａｇｅ）』
において開示されている。残念なことに、このタイプの
設計は、パッケージの成形中及び成形後，熱ストレスを
発生させ、これがリード５へのワイヤー接続６、並びに
成形パッケージの保全性に悪影響を与える。従って、こ
の可能性を排除する、あるいは少なくとも低減させる成
形ＨＩＣ設計を提供することが望まれる。
【０００４】
【発明の概要】本発明は成形ハイブリッド集積回路パッ
ケージに関し、本発明による回路パッケージにおいては
、集積回路を含む様々な回路要素を持つキャリア基板が
キャリア基板の周辺の回りに正方形構成に配列されたリ
ードのダウン セット部分と迎合部分によって形成さ
れる弾性の揺りかご内に支持され、ダウン セット部
分の終端がキャリア基板の周辺に配列されたパッドに固
定される。キャリア基板の組み立て及び結果としてのサ
ブアセンブリの成形の前にリードは、四分サイドの各々
の所の、それぞれ、リードの終端と中央部分を相互接続
する細長いバー及びダム バー、並びにダム バー
の終端の所の接続リンク及びブリッジの相互接続アレイ
を含むリード フレームの部分を構成する。リードの
ダウン セット部分及び弾性部分を含むこのリード
フレーム設計は、特に、熱接合によるリードの接続及
びキャリア基板及びリード サブアセンブリの回りの
カプセル化樹脂の成形の際に、キャリア基板とリード
フレームの間のストレスの除去を実現する。
ケージに関し、本発明による回路パッケージにおいては
、集積回路を含む様々な回路要素を持つキャリア基板が
キャリア基板の周辺の回りに正方形構成に配列されたリ
ードのダウン セット部分と迎合部分によって形成さ
れる弾性の揺りかご内に支持され、ダウン セット部
分の終端がキャリア基板の周辺に配列されたパッドに固
定される。キャリア基板の組み立て及び結果としてのサ
ブアセンブリの成形の前にリードは、四分サイドの各々
の所の、それぞれ、リードの終端と中央部分を相互接続
する細長いバー及びダム バー、並びにダム バー
の終端の所の接続リンク及びブリッジの相互接続アレイ
を含むリード フレームの部分を構成する。リードの
ダウン セット部分及び弾性部分を含むこのリード
フレーム設計は、特に、熱接合によるリードの接続及
びキャリア基板及びリード サブアセンブリの回りの
カプセル化樹脂の成形の際に、キャリア基板とリード
フレームの間のストレスの除去を実現する。
【０００５】
【詳細な記述】図１及び図２は、本発明の成形ＨＩＣパ
ッケージの好ましい実施例を示す。参照番号１０によっ
て示されるこのパッケージは、成形カプセル化樹脂１１
、キャリア基板１２、及びキャリア基板の回りに正方形
構成に配列されたリード１３を含む。この実施例に示さ
れるように、リード１３は”Ｊ”−足構成を持つが、他
の構成、例えば、”Ｌ”−足構成を採用することもでき
る。樹脂は、キャリア基板及び基板に接続されたリード
の部分を包囲し、またキャリア基板上に配列されたＨＩ
Ｃの様々な要素を損傷及び環境から保護する。
ッケージの好ましい実施例を示す。参照番号１０によっ
て示されるこのパッケージは、成形カプセル化樹脂１１
、キャリア基板１２、及びキャリア基板の回りに正方形
構成に配列されたリード１３を含む。この実施例に示さ
れるように、リード１３は”Ｊ”−足構成を持つが、他
の構成、例えば、”Ｌ”−足構成を採用することもでき
る。樹脂は、キャリア基板及び基板に接続されたリード
の部分を包囲し、またキャリア基板上に配列されたＨＩ
Ｃの様々な要素を損傷及び環境から保護する。
【０００６】基板上に表面搭載された様々な要素を持つ
キャリア基板１２の一つの別形のカプセル化される前の
略図が図６に示される。キャリア基板１２は、剛性材料
、例えば、これに限定されるものではないが、セラミッ
クの平坦で比較的薄いプレートから成る。少なくとも一
つのＩＣダイ１４、コンデンサ１５、抵抗体１７及び特
定のＨＩＣの他の要素を含む複数の様々なＨＩＣ要素が
キャリア基板上に搭載される。ＨＩＣのこれら様々な要
素を、互いに及び複数のコンタクトパッド１８に接続す
るための複数の導体１６がキャリア基板１２の周辺の回
りに位置される。当分野において周知のように、導体１
６は、キャリア基板内あるいは構築層内にキャリア基板
の表面上の層によって埋め込まれる。ＩＣ上の端子領域
は、金ワイヤー、金テープあるいはテープ状ボンド１９
によって導体１６及び／あるいはコンタクト パッド
１８に接続される。
キャリア基板１２の一つの別形のカプセル化される前の
略図が図６に示される。キャリア基板１２は、剛性材料
、例えば、これに限定されるものではないが、セラミッ
クの平坦で比較的薄いプレートから成る。少なくとも一
つのＩＣダイ１４、コンデンサ１５、抵抗体１７及び特
定のＨＩＣの他の要素を含む複数の様々なＨＩＣ要素が
キャリア基板上に搭載される。ＨＩＣのこれら様々な要
素を、互いに及び複数のコンタクトパッド１８に接続す
るための複数の導体１６がキャリア基板１２の周辺の回
りに位置される。当分野において周知のように、導体１
６は、キャリア基板内あるいは構築層内にキャリア基板
の表面上の層によって埋め込まれる。ＩＣ上の端子領域
は、金ワイヤー、金テープあるいはテープ状ボンド１９
によって導体１６及び／あるいはコンタクト パッド
１８に接続される。
【０００７】複数の導体リードあるいは端子１３が成形
パッケージ１０の周辺の回りに正方形配列にて空間配列
され、これらはフレキシブル金属、例えば、銅合金から
形成されたリボン状部材から成る。パッケージのサイズ
にも依るが、１０００あるいはそれ以上という多数のリ
ードが、１インチの０．０１（０．０２６ｃｍ）という
狭い間隔でこの周辺の回りに配列される。図２に示され
るように、各々のリード１３は、成形樹脂の外側に伸び
る外側部分２１及びダウン セット部分２２、迎合部
分２３及び肩部分２４を含む形成樹脂内に伸びる内側部
分を持つ。
パッケージ１０の周辺の回りに正方形配列にて空間配列
され、これらはフレキシブル金属、例えば、銅合金から
形成されたリボン状部材から成る。パッケージのサイズ
にも依るが、１０００あるいはそれ以上という多数のリ
ードが、１インチの０．０１（０．０２６ｃｍ）という
狭い間隔でこの周辺の回りに配列される。図２に示され
るように、各々のリード１３は、成形樹脂の外側に伸び
る外側部分２１及びダウン セット部分２２、迎合部
分２３及び肩部分２４を含む形成樹脂内に伸びる内側部
分を持つ。
【０００８】本発明に依るカプセル化ＨＩＣを製造する
ために使用されるリードフレーム３０の実施例が図３、
４、５、６及び７に示される。リード フレームは、
例えば、約０．０３ｃｍ（０．０１インチ）の厚さとキ
ャリア基板のサイズ及びパッケージ内のリードの四分数
に依存する幅とを有する銅等の導電材料の薄いストリッ
プからパターンをスタンピングあるいはエッチングする
ことによって一体的に形成される。この好ましい実施態
様においては、この導電材料は、スプリングテンパーさ
れ、７０から７６ＫＰＳに線引きされた銅のＡＳＴＭ
Ｂ ４６５合金１９４である。
ために使用されるリードフレーム３０の実施例が図３、
４、５、６及び７に示される。リード フレームは、
例えば、約０．０３ｃｍ（０．０１インチ）の厚さとキ
ャリア基板のサイズ及びパッケージ内のリードの四分数
に依存する幅とを有する銅等の導電材料の薄いストリッ
プからパターンをスタンピングあるいはエッチングする
ことによって一体的に形成される。この好ましい実施態
様においては、この導電材料は、スプリングテンパーさ
れ、７０から７６ＫＰＳに線引きされた銅のＡＳＴＭ
Ｂ ４６５合金１９４である。
【０００９】リード フレーム３０の目的は、電気的
導体リード１３を組み立ての前及び最中にＨＩＣとの空
間関係をサポートすることにあるが、ここで、リード１
３のチップがキャリア基板１２の表面上に形成され、こ
の周辺の回りに配列されたコンタクト パッド１８（
図６）に接合される。この接合は、熱圧縮（熱接合）あ
るいは超音波手段を含む適当な手段によって達成される
。
導体リード１３を組み立ての前及び最中にＨＩＣとの空
間関係をサポートすることにあるが、ここで、リード１
３のチップがキャリア基板１２の表面上に形成され、こ
の周辺の回りに配列されたコンタクト パッド１８（
図６）に接合される。この接合は、熱圧縮（熱接合）あ
るいは超音波手段を含む適当な手段によって達成される
。
【００１０】リード フレーム３０は一つの統合ユニ
ットを形成するが、これは、ストリップ３１及び細長い
バー３２を含む外側フレーム部分及びフレームの周辺の
回りに正方形配列に空間的に位置された内側に伸びるリ
ード１３を相互接続するダムバーを含む内側リード
フレーム部分から成る。ダム バー３３は、リード１
３をそれらの自由終端とカプセル化材の外側境界を表わ
す点線のプロファイル３４（図３）によって囲まれる領
域より少し外側に位置する細長いバーとの中間で相互接
続する。ダム バー３３の各々の終端は、リンク部材
３５及びコーナー ブリッジ３６に接続される。リー
ド１３の外側を向く終端部分とリンク部材３５は、細長
いバー３２に接続される。バー３２は、広いストリップ
３１とリード フレーム３０のコーナーの所で繋る。 細長いカット アウト３７が各々のバー３２に沿って
走る。カット アウト３７は、リード フレーム３
０のバー３２を広いストリップ３１及びリード フレ
ーム３０の各々のサイドのリード フレームに隣接す
る類似の細いストリップ３２から熱的及び機械的に分離
する。各々のカットアウトは、典型的には、リード
フレームの広がりよりも小さな距離だけ伸びる。
ットを形成するが、これは、ストリップ３１及び細長い
バー３２を含む外側フレーム部分及びフレームの周辺の
回りに正方形配列に空間的に位置された内側に伸びるリ
ード１３を相互接続するダムバーを含む内側リード
フレーム部分から成る。ダム バー３３は、リード１
３をそれらの自由終端とカプセル化材の外側境界を表わ
す点線のプロファイル３４（図３）によって囲まれる領
域より少し外側に位置する細長いバーとの中間で相互接
続する。ダム バー３３の各々の終端は、リンク部材
３５及びコーナー ブリッジ３６に接続される。リー
ド１３の外側を向く終端部分とリンク部材３５は、細長
いバー３２に接続される。バー３２は、広いストリップ
３１とリード フレーム３０のコーナーの所で繋る。 細長いカット アウト３７が各々のバー３２に沿って
走る。カット アウト３７は、リード フレーム３
０のバー３２を広いストリップ３１及びリード フレ
ーム３０の各々のサイドのリード フレームに隣接す
る類似の細いストリップ３２から熱的及び機械的に分離
する。各々のカットアウトは、典型的には、リード
フレームの広がりよりも小さな距離だけ伸びる。
【００１１】図３は、金属の平坦な細長いストリップか
ら形成されたリード フレーム３０の中間状態を示す
。 複数のリード フレームがストリップ上に隣り合わせ
に形成される。この状態においては、リード１３は、リ
ードの内側を向くエッジが中央に位置する長方形の開口
を形成し、行内の各々の語尾リードのエッジが隣接する
行内の語尾リードのエッジ付近あるいはこれと接触する
ように形成される。各々の行内の各々の最後のリード１
３ａの終端部分は、これらリードが互いに重複すること
を避けるために頭部を切断される。こうして頭部を切断
されたリードはまたキャリア基板１２とリード フレ
ームとの組み立ての際のキャリア基板１２の対応するコ
ーナーに対するストップを形成する。図６に示されるよ
うに、リード１３の内側に向かう部分は、図３に示され
るリード フレーム プレフォームの平面からダウ
ン セットされ、平坦なダウン セット部分２２及
び傾斜した迎合部分２３が形成され、これらはリード１
３の肩部分２４及びリード フレームの残りの平面に
対して垂直に変位される（図２、４及び５）。
ら形成されたリード フレーム３０の中間状態を示す
。 複数のリード フレームがストリップ上に隣り合わせ
に形成される。この状態においては、リード１３は、リ
ードの内側を向くエッジが中央に位置する長方形の開口
を形成し、行内の各々の語尾リードのエッジが隣接する
行内の語尾リードのエッジ付近あるいはこれと接触する
ように形成される。各々の行内の各々の最後のリード１
３ａの終端部分は、これらリードが互いに重複すること
を避けるために頭部を切断される。こうして頭部を切断
されたリードはまたキャリア基板１２とリード フレ
ームとの組み立ての際のキャリア基板１２の対応するコ
ーナーに対するストップを形成する。図６に示されるよ
うに、リード１３の内側に向かう部分は、図３に示され
るリード フレーム プレフォームの平面からダウ
ン セットされ、平坦なダウン セット部分２２及
び傾斜した迎合部分２３が形成され、これらはリード１
３の肩部分２４及びリード フレームの残りの平面に
対して垂直に変位される（図２、４及び５）。
【００１２】ダウン セット部分２２は、リード
フレーム３０の主平面とは異なる平面内に様々な方法に
て置かれる。一例においては、ダウン セット部分が
リード フレームの元の平坦な平面の下の平面に押し
下げられ、迎合部分２３がリード１３のダウン セッ
ト部分２２と肩部分２４に対してある角度を成し、これ
らを相互接続する。ダウン セット部分２２と迎合部
分２３は、揺りかご状受台を形成し、この中にキャリア
基板１２がデバイス キャリア表面及びコンタクト
パッドが下側を向くように位置される。受台のサイズ
は、例えば、１．３ｃｍ（０．５インチ）から３．８ｃ
ｍ（１．５インチ）あるいはそれ以上の正方形に選択さ
れるサイズのキャリア基板が収容できるようにされる。 揺りかご状受台の深さは、好ましくは、キャリア基板の
デバイスを持たない表面がリード１３の肩部分２３の平
面の上に来るようにキャリア基板の高さ（厚さ）以下に
される。もう一例においては、リード１３のダウン
セット部分２２と迎合部分２３に対応する部分がリード
フレームの平面の大部分がリード フレーム３０
の元の主平面に等しいかこれより下に押されるように変
形される。リード フレームは、次に、キャリア基板
上に、リードのダウン セット部分の自由終端が基板
のコンタクト パットを覆うように接触するように位
置される。さらにもう一つのバージョンにおいては、平
坦なフレームがキャリア基板上に、回路及びパッドが上
方向を向くように位置され、これらリードがその位置で
キャリア基板上に反転揺りかご状の受台構成を形成する
ように変形される。
フレーム３０の主平面とは異なる平面内に様々な方法に
て置かれる。一例においては、ダウン セット部分が
リード フレームの元の平坦な平面の下の平面に押し
下げられ、迎合部分２３がリード１３のダウン セッ
ト部分２２と肩部分２４に対してある角度を成し、これ
らを相互接続する。ダウン セット部分２２と迎合部
分２３は、揺りかご状受台を形成し、この中にキャリア
基板１２がデバイス キャリア表面及びコンタクト
パッドが下側を向くように位置される。受台のサイズ
は、例えば、１．３ｃｍ（０．５インチ）から３．８ｃ
ｍ（１．５インチ）あるいはそれ以上の正方形に選択さ
れるサイズのキャリア基板が収容できるようにされる。 揺りかご状受台の深さは、好ましくは、キャリア基板の
デバイスを持たない表面がリード１３の肩部分２３の平
面の上に来るようにキャリア基板の高さ（厚さ）以下に
される。もう一例においては、リード１３のダウン
セット部分２２と迎合部分２３に対応する部分がリード
フレームの平面の大部分がリード フレーム３０
の元の主平面に等しいかこれより下に押されるように変
形される。リード フレームは、次に、キャリア基板
上に、リードのダウン セット部分の自由終端が基板
のコンタクト パットを覆うように接触するように位
置される。さらにもう一つのバージョンにおいては、平
坦なフレームがキャリア基板上に、回路及びパッドが上
方向を向くように位置され、これらリードがその位置で
キャリア基板上に反転揺りかご状の受台構成を形成する
ように変形される。
【００１３】リード１３の各々は、ダム バー３３か
らバー３２に向かう距離の約１／１０から１／３だけダ
ム バー３３から伸びる幅の広いセクション３８とバ
ー３２へと接続する幅の狭いセクション３９を含む。幅
の広いセクションは、最初、熱半田付けステップの際に
キャリア基板１２から熱を除去し、後に成形ステップの
際及びこの後に成形されたプラスチック形状の内側から
熱を除去するために提供される。
らバー３２に向かう距離の約１／１０から１／３だけダ
ム バー３３から伸びる幅の広いセクション３８とバ
ー３２へと接続する幅の狭いセクション３９を含む。幅
の広いセクションは、最初、熱半田付けステップの際に
キャリア基板１２から熱を除去し、後に成形ステップの
際及びこの後に成形されたプラスチック形状の内側から
熱を除去するために提供される。
【００１４】各々のリード１３の迎合部分２３は、リー
ドのダウン セット部分の制限された移動を許し、現
場での成形及び／あるいは熱サイクルの際のパッケージ
部材の熱膨張及び／あるいは熱収縮によって生じるスト
レスを吸収する。各々の迎合部分には、リード１３の反
対側にノッチ４２が提供される。これらノッチは互いに
オフセットされ、この迎合部材に追加の弾性を与える。
ドのダウン セット部分の制限された移動を許し、現
場での成形及び／あるいは熱サイクルの際のパッケージ
部材の熱膨張及び／あるいは熱収縮によって生じるスト
レスを吸収する。各々の迎合部分には、リード１３の反
対側にノッチ４２が提供される。これらノッチは互いに
オフセットされ、この迎合部材に追加の弾性を与える。
【００１５】リード フレーム３０には、また図７に
より詳細に示されるように熱応答性のコーナー セク
ションが提供される。各々のコーナー セクションは
、頭部を切断されたリード１３ａ、リンク部材３５、ブ
リッジ３６及びディスク４３を含む。リード１３の細い
セクション３９よりも細いリンク部材３５及び３６は、
リード フレームとキャリア基板の組立の熱サイクル
の際に協力してアセンブリの内側部分から熱を運び去り
、また熱ステップの結果としてストレスを吸収及び等化
する。
より詳細に示されるように熱応答性のコーナー セク
ションが提供される。各々のコーナー セクションは
、頭部を切断されたリード１３ａ、リンク部材３５、ブ
リッジ３６及びディスク４３を含む。リード１３の細い
セクション３９よりも細いリンク部材３５及び３６は、
リード フレームとキャリア基板の組立の熱サイクル
の際に協力してアセンブリの内側部分から熱を運び去り
、また熱ステップの結果としてストレスを吸収及び等化
する。
【００１６】リード フレーム３０とキャリア基板１
２を組み立てるためには、キャリア基板がリード１３の
ダウン セット部分２２と迎合部分２３によって形成
される揺りかご状受台内に基板の周辺の回りに配列され
たコンタクト パッド１８がリード１３の終端部分と
重複するように入れられる。リード１３の終端部分とコ
ンタクト パッドが次に互いに導電的に固定される。 これは、導電性の粘着剤あるいはその他の手段、例えば
、熱接合、熱圧縮接合、半田付け、鑞接あるいは他の適
当な手順によって達成される。有効な電気接続を確立す
るための便利な方法は、コンタクト パッド１８かリ
ード１３の終端に半田を与え、最小限の圧力にて、四辺
に沿って一度に熱手段によって接続を確立する方法であ
る。リード フレーム３０、ダウン セット部分２
２及び各々のリード１３の迎合部分２３の非剛性の迎合
特性のために、これらリードは直接にパッドに中間接続
、例えば、ワイヤーを使用することなく接続される。熱
接続処理あるいは成形ステップの際の熱膨張及び熱収縮
あるいは機械的ストレスに起因するキャリア基板１２の
歪あるいはねじれは、リード フレーム３０及びリー
ド１３の内側部分２２及び２３の弾性によって吸収され
る。
２を組み立てるためには、キャリア基板がリード１３の
ダウン セット部分２２と迎合部分２３によって形成
される揺りかご状受台内に基板の周辺の回りに配列され
たコンタクト パッド１８がリード１３の終端部分と
重複するように入れられる。リード１３の終端部分とコ
ンタクト パッドが次に互いに導電的に固定される。 これは、導電性の粘着剤あるいはその他の手段、例えば
、熱接合、熱圧縮接合、半田付け、鑞接あるいは他の適
当な手順によって達成される。有効な電気接続を確立す
るための便利な方法は、コンタクト パッド１８かリ
ード１３の終端に半田を与え、最小限の圧力にて、四辺
に沿って一度に熱手段によって接続を確立する方法であ
る。リード フレーム３０、ダウン セット部分２
２及び各々のリード１３の迎合部分２３の非剛性の迎合
特性のために、これらリードは直接にパッドに中間接続
、例えば、ワイヤーを使用することなく接続される。熱
接続処理あるいは成形ステップの際の熱膨張及び熱収縮
あるいは機械的ストレスに起因するキャリア基板１２の
歪あるいはねじれは、リード フレーム３０及びリー
ド１３の内側部分２２及び２３の弾性によって吸収され
る。
【００１７】リード１３のダウン セット部分２２が
キャリア基板上のコンタクト パッド１８と重複関係
にされた後、このサブアセンブリに熱半田リフロー処理
が加えられる。この実施態様においては、このサブアセ
ンブリに同時に熱及び穏やかな圧力が加えられる。例え
ば、２２０度Ｃ付近に加熱され、パッド上の半田がリフ
ローされ、穏やかな圧力によってリードとコンタク
パッドの接触が保たれる。その後、加圧下のまま冷却さ
れ、半田が固化され、コンタクト パッドとリードが
互いに固定される。圧力は、キャリア基板に損傷を与え
ないように注意すべきである。
キャリア基板上のコンタクト パッド１８と重複関係
にされた後、このサブアセンブリに熱半田リフロー処理
が加えられる。この実施態様においては、このサブアセ
ンブリに同時に熱及び穏やかな圧力が加えられる。例え
ば、２２０度Ｃ付近に加熱され、パッド上の半田がリフ
ローされ、穏やかな圧力によってリードとコンタク
パッドの接触が保たれる。その後、加圧下のまま冷却さ
れ、半田が固化され、コンタクト パッドとリードが
互いに固定される。圧力は、キャリア基板に損傷を与え
ないように注意すべきである。
【００１８】次に、キャリア基板１２及びリード フ
レーム３０を含むこのサブアセンブリが、半田付けステ
ップと同一ステーションにおいて、あるいはカプセル成
形ステーションにパスした後に、成形動作が加えられる
。 適当なカプセル化樹脂がサブアセンブリの回りに成形さ
れ、ＨＩＣ回路を損傷及び環境から保護するための要求
される形状のカプセル１１が形成される。このカプセル
化樹脂は、典型的には、エポキシ樹脂、例えば、ノバラ
ック（Ｎｏｖａｌａｃ ）エポキシ樹脂である。成形は
、典型的には、比較的低温、例えば、約１６０−１８０
度Ｃ、好ましくは、約１７０−１７５度Ｃにて行なわれ
る。
レーム３０を含むこのサブアセンブリが、半田付けステ
ップと同一ステーションにおいて、あるいはカプセル成
形ステーションにパスした後に、成形動作が加えられる
。 適当なカプセル化樹脂がサブアセンブリの回りに成形さ
れ、ＨＩＣ回路を損傷及び環境から保護するための要求
される形状のカプセル１１が形成される。このカプセル
化樹脂は、典型的には、エポキシ樹脂、例えば、ノバラ
ック（Ｎｏｖａｌａｃ ）エポキシ樹脂である。成形は
、典型的には、比較的低温、例えば、約１６０−１８０
度Ｃ、好ましくは、約１７０−１７５度Ｃにて行なわれ
る。
【００１９】成形サイクル（成形及び冷却）の際に、サ
ブアセンブリは、機械的ひずみを受ける。ひずみはリー
ド フレーム、キャリア基板、及び成形化合物の材料
の熱膨張率が全て異なるために発生する。このリード
フレーム設計は、アセンブリが成形されるとき、キャ
リア基板とリード フレームとの間のストレスが除去
されるようにする。
ブアセンブリは、機械的ひずみを受ける。ひずみはリー
ド フレーム、キャリア基板、及び成形化合物の材料
の熱膨張率が全て異なるために発生する。このリード
フレーム設計は、アセンブリが成形されるとき、キャ
リア基板とリード フレームとの間のストレスが除去
されるようにする。
【００２０】成形が完結した後、ストリップ３１、バー
３２、ダム バー３３、接続リンク部材３５及びブリ
ッジ３６を含むリード相互接続金属領域が除去され、リ
ード１３の外側部分２１が鋳型の外側に自由にされる。 次に、これら部分が要求される構成に曲げられる。この
好ましい実施例においては、これらリードは”Ｊ−形状
”を持ち、各々のリードの終端４０はそれらの井戸内に
包囲される。この構成は、リードの終端が成形ＨＩＣを
その後より大きな回路に組み立てる際の損傷、位置の変
動及び整合のずれの危険性を減少する。
３２、ダム バー３３、接続リンク部材３５及びブリ
ッジ３６を含むリード相互接続金属領域が除去され、リ
ード１３の外側部分２１が鋳型の外側に自由にされる。 次に、これら部分が要求される構成に曲げられる。この
好ましい実施例においては、これらリードは”Ｊ−形状
”を持ち、各々のリードの終端４０はそれらの井戸内に
包囲される。この構成は、リードの終端が成形ＨＩＣを
その後より大きな回路に組み立てる際の損傷、位置の変
動及び整合のずれの危険性を減少する。
【００２１】本発明のリード フレーム設計は、図８
に示されるような先行技術の設計と比較して大きな向上
である。図８においては、集積回路は、リード５にワイ
ヤーボンド６を介して接続される。かなりの温度差、例
えば、−４０度Ｃから１７５度Ｃの温度差を伴うカプセ
ル化及び現場での使用の際に、基板上の回路とリードフ
レームとの間の間隙８が変化し、製造プロセスの際に遭
遇する熱変動のために大きなストレス勾配を受ける。こ
れらストレスの主要な原因は、先行技術によるリード
フレームにおいてキャリア基板２を支持及び固定する
ために要求されるダイ パドル４である。ダイ パ
ドル４は、成形化合物がキャリア基板２の要素を含まな
いサイドに粘着することを許さず、成形アセンブリ内に
不均一な内部ストレスが発生し、金ワイヤー損傷に対す
る条件を作る。これとは対比的に、本発明による設計の
リードはキャリア基板に直接取り付けられ、基板に対す
る揺りかご状受台を形成し、ストレスに耐える強化部材
として機能し、迎合セクション２３がこの構造上の歪を
吸収及び除去する。成形パッケージに加わるストレスの
作用のこの差異が図面から理解できるが、ここで、図９
及び図１０は、成形手順の終端における（一点鎖線）約
１７５度Ｃの温度での、及び室温（実線）（約２５度Ｃ
）までの冷却の終端における各々の成形アセンブリの略
図を示す。カプセル化サイクルにおいて図８に示される
ワイヤーにストレスが掛かり、接続及びワイヤーに損傷
あるいは破壊が起こることがわかる。これとは対比的に
、リード１３とコンタクト パッド１８の間の接合は
、このアセンブリの変形特性及びこれらリードの迎合セ
クション２３の弾性によるストレスの吸収のために、無
傷に留まることに注意する。類似の効果が、仕上がった
製品が現場での使用の際に温度サイクルを受けたときに
も見られる。
に示されるような先行技術の設計と比較して大きな向上
である。図８においては、集積回路は、リード５にワイ
ヤーボンド６を介して接続される。かなりの温度差、例
えば、−４０度Ｃから１７５度Ｃの温度差を伴うカプセ
ル化及び現場での使用の際に、基板上の回路とリードフ
レームとの間の間隙８が変化し、製造プロセスの際に遭
遇する熱変動のために大きなストレス勾配を受ける。こ
れらストレスの主要な原因は、先行技術によるリード
フレームにおいてキャリア基板２を支持及び固定する
ために要求されるダイ パドル４である。ダイ パ
ドル４は、成形化合物がキャリア基板２の要素を含まな
いサイドに粘着することを許さず、成形アセンブリ内に
不均一な内部ストレスが発生し、金ワイヤー損傷に対す
る条件を作る。これとは対比的に、本発明による設計の
リードはキャリア基板に直接取り付けられ、基板に対す
る揺りかご状受台を形成し、ストレスに耐える強化部材
として機能し、迎合セクション２３がこの構造上の歪を
吸収及び除去する。成形パッケージに加わるストレスの
作用のこの差異が図面から理解できるが、ここで、図９
及び図１０は、成形手順の終端における（一点鎖線）約
１７５度Ｃの温度での、及び室温（実線）（約２５度Ｃ
）までの冷却の終端における各々の成形アセンブリの略
図を示す。カプセル化サイクルにおいて図８に示される
ワイヤーにストレスが掛かり、接続及びワイヤーに損傷
あるいは破壊が起こることがわかる。これとは対比的に
、リード１３とコンタクト パッド１８の間の接合は
、このアセンブリの変形特性及びこれらリードの迎合セ
クション２３の弾性によるストレスの吸収のために、無
傷に留まることに注意する。類似の効果が、仕上がった
製品が現場での使用の際に温度サイクルを受けたときに
も見られる。
【図１】本発明を具現化するカプセル化ＨＩＣパッケー
ジの遠近低部図である。
ジの遠近低部図である。
【図２】本発明を具現化するＨＩＣパッケージの略側面
図である。
図である。
【図３】本発明を具現化するＨＩＣとの組立の前のリー
ド フレームの略正面図である。
ド フレームの略正面図である。
【図４】各々、リードのダウン セット部分及び迎合
部分を示すリード フレームの一つのリードの内側部
分のセクションの拡大正面図である。
部分を示すリード フレームの一つのリードの内側部
分のセクションの拡大正面図である。
【図５】各々、リードのダウン セット部分及び迎合
部分を示すリード フレームの一つのリードの内側部
分のセクションの側面図である。
部分を示すリード フレームの一つのリードの内側部
分のセクションの側面図である。
【図６】ＨＩＣと組み立てられたリード フレームの
略図である。
略図である。
【図７】図３に示されるリード フレームのコーナー
セクションの略拡大図である。
セクションの略拡大図である。
【図８】パッド アンド リード フレーム及び
ワイヤー接合によるリード接続からなる代表的な先行技
術によるカプセル化ＨＩＣパッケージの略断面図である
。
ワイヤー接合によるリード接続からなる代表的な先行技
術によるカプセル化ＨＩＣパッケージの略断面図である
。
【図９】本発明によるリード接合接続を持つカプセル化
ＨＩＣパッケージの成形温度（約１７０度Ｃ−点線のア
ウトライン）と室温（約２５度Ｃ−実線のアウトライン
）の間の変位を示す略側面図である。
ＨＩＣパッケージの成形温度（約１７０度Ｃ−点線のア
ウトライン）と室温（約２５度Ｃ−実線のアウトライン
）の間の変位を示す略側面図である。
【図１０】ワイヤー接合接続及びパッド アンド
リード フレームを持つ先行技術によるカプセル化Ｈ
ＩＣパッケージの成形温度（約１７０度Ｃ−点線のアウ
トライン）と室温（約２５度Ｃ−実線のアウトライン）
の間の変位を示す略側面図である。
リード フレームを持つ先行技術によるカプセル化Ｈ
ＩＣパッケージの成形温度（約１７０度Ｃ−点線のアウ
トライン）と室温（約２５度Ｃ−実線のアウトライン）
の間の変位を示す略側面図である。
１２ キャリア基板１３
リード
リード
Claims (21)
- 【請求項１】 成形回路パッケージにおいて、該パッ
ケージがキャリア基板、該キャリア基板の回りに正方形
構成にて配列され該キャリア基板を支持する複数のリー
ド、及び密封されたパッケージを形成する該基板と該リ
ードの一部の回りに成形されたカプセル化材料を含み、
該キャリア基板がその上の回路の様々な要素及び該基板
の周辺の回りに配列された導電パッドを持ち、該複数の
リード内の各々のリードの内側終端部分が該基板上の対
応する導電パッドと接触し、各々のリードは内部終端部
分を含む内側を向くダウン セット部分を有しかつ一
つの平面内に横たわっており、外側を向く肩部分は該一
つの平面に対して実質的に平行な別の平面内に横たわっ
ており、そして、迎合部分は、ダウン セット部分か
ら離れるように傾斜し、かつ該平面の各々に対してある
角度で該ダウンセット部分と該肩部分を接続しており、
該角度は直角ではなく、少なくとも該ダウン セット
部分と該迎合部分はその中にキャリア基板を静止させる
弾性の揺りかご状の受け台を形成し、該基板が該揺りか
ごの中に該リードのダウン セット部分によってのみ
支持され、そして各々の肩部分の一部のみが該カプセル
化材料から突起するように該キャリア基板と該リードを
予備アセンブルした後に、カプセル化材料が各該キャリ
ア基板と該リードの回りに形成され、該カプセル化材料
はキャリア基板とリードのカプセル化された部分とを環
境から密封することを特徴とする成形回路パッケージ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の成形回路パッケージ
において、各々のリードの該迎合部分が該迎合部分の反
対側の終端内にノッチを含み、各々のリード部分のカプ
セル化された部分に熱的に誘導されたストレスが吸収さ
れるようさらに弾性を与えることを特徴とする成形回路
パッケージ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の成形回路パッケージ
において、該ノッチが互いにオフセットされることを特
徴とするの成形回路パッケージ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の成形回路パッケージ
において、各々のリードが該肩部分と結合された外側リ
ード部分を含むことを特徴とする回路パッケージ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の成形回路パッケージ
において、該外側リード部分がＪ−リード構成を持つこ
とを特徴とする成形回路パッケージ。 - 【請求項６】 請求項１に記載の成形回路パッケージ
において、該カプセル化材料がエポキシ樹脂から成るこ
とを特徴とする成形回路パッケージ。 - 【請求項７】 請求項１に記載の成形回路パッケージ
において、該キャリア基板との組み立ての前に、該複数
のリードがリード フレームの部分を構成し、該リー
ド フレーム部分が比較的剛性の外側フレーム、及び
該リード フレームから内側に向かって伸びる複数の
細長い導体リードを含み、各々のリードが該リードフレ
ーム内で一端において支持され、また該基板への接合の
ための自由内側終端を持ち、各々のリードの該肩部分が
該フレームと同一平面内にあり、該ダウン セット部
分が該フレームの該平面と実質的に平行にオフセットさ
れた平面内にあり、該迎合部分が該ダウン セット部
分と該肩部分とを互いにある角度にて相互接続し、該角
度が直角でないことを特徴とするの成形回路パッケージ
。 - 【請求項８】 請求項７に記載の成形回路パッケージ
において、該外側フレームが該リードの外側終端を相互
接続する細長いバーを持ち、該細長いバーが各々の終端
で該外側フレームに取り付けられ、該フレームの各々の
サイドのリードが該細長いバーに対して実質的に垂直に
伸びることを特徴とする成形回路パッケージ。 - 【請求項９】 請求項８に記載の成形回路パッケージ
において、該フレームがさらに該リードをその自由内側
終端と対応する細長いバーとの中間で相互接続するため
の真直ぐのダム バー、各々のダム バーを該フレ
ームの隣接するサイドのダム バーに相互接続する各
々のバーに対してある角度のコーナーを形成する短いブ
リッジ、及び該ブリッジの各々の終端の所の各々のダム
バーを対応する細長いバーに相互接続するためのこ
れらの両方に対してある角度を形成するリンク部材を含
むことを特徴とする成形回路パッケージ。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の成形回路パッケー
ジにおいて、該ブリッジと該リンク部材が該フレームの
各々のコーナーの所で弾性的に協力し該リードの自由内
側終端を該基板に熱接合するステップの結果として発生
する熱的に誘導されるストレスを吸収することを特徴と
する成形回路パッケージ。 - 【請求項１１】 請求項８に記載の成形回路パッケー
ジにおいて、該細長いバーが隣接する外側フレームから
該細長いバーに対して平行に配列された細長いカット
アウトによって分離されることを特徴とする成形回路
パッケージ。 - 【請求項１２】 請求項８に記載の成形回路パッケー
ジにおいて、複数のリードフレームに共通の強化外側ス
トリップが該リード フレームの二つの反対サイドの
細長いバーに隣接して配列されることを特徴とする成形
回路パッケージ。 - 【請求項１３】 請求項９に記載の成形回路パッケー
ジにおいて、成形の後、該リードの外側終端が該ダム
バー、細長いバー、ブリッジ、リンク部材及び強化外
側ストリップを除去することによって自由にされること
を特徴とする成形回路パッケージ。 - 【請求項１４】 成形回路パッケージ内で使用される
リード フレームにおいて、電気導体リードが該リー
ド フレームと空間的に互いに離された関係で一体と
なって形成され、該リード フレームが比較的剛性の
外側フレーム、及び該リード フレームから内側に向
かって伸びる複数の細長い導体リードを含み、各々のリ
ードが該リード フレーム内において一方の終端で支
持され、該リードの他方の終端の所に基板への接合のた
めの自由内側終端を持ち、該リードの自由内側終端が中
央に位置する窓を区画し、各々のリードが該自由内側終
端を含むダウン セット部分、肩部分、該ダウンセッ
ト部分と該肩部分とを相互接続する迎合部分、及び外側
部分を持ち、該ダウン セット部分と該肩部分とが異
なる平行平面にあり、該肩部分は該フレームの平面内に
あり、該ダウン セット部分は該フレームの平面に対
して実質的に平行なオフセットである平面内にあり、該
迎合部分は該ダウン セット部分と該肩部分とを該平
行の平面に対してある角度で相互接続し、該角度は直角
ではなく、該ダウン セット部分と該リードの迎合部
分とが該基板のために揺りかご状のサポートを形成する
ことを特徴とするリード フレーム。 - 【請求項１５】 請求項１４のリード フレームに
おいて、各々のリードの該迎合部分が該迎合部分の反対
のエッジにノッチを含み、該ダウン セット部分に熱
的に誘導されるストレスを吸収する弾性をさらに与える
ことを特徴とするリードフレーム。 - 【請求項１６】 請求項１５のリード フレームに
おいて、該ノッチが互いにオフセットすることを特徴と
するリード フレーム。 - 【請求項１７】 請求項１４のリード フレームに
おいて、該ブリッジと該リンクが該フレームのコーナー
の所で弾性的に協力して該リードの自由端を該基板に熱
接合するステップの結果として発生する熱的に誘導され
るストレスを除去するように設計されることを特徴とす
るリード フレーム。 - 【請求項１８】 請求項１４のリード フレームに
おいて、該外側フレームが該リードの外側終端を相互接
続する細長いバーを持ち、該細長いバーが各々の終端に
おいて該外側フレームに取り付けられ、該リードが該細
長いバーに対して実質的に垂直に伸びることを特徴とす
るリード フレーム。 - 【請求項１９】 請求項１４のリード フレームに
おいて、該フレームが該リードを該リードの自由内側終
端と対応する細長いバーの中間で相互接続する真直ぐな
ダム バー、該リード フレームの個々のコーナー
の所の隣接するダムバーを相互接続する該隣接するダム
バーに対してある角度を持つ短いブリッジ、及び各
々のサイドのリンク部材を含み、該コーナーが各々のダ
ム バーを対応する真直ぐなストリップにそれらに対
してある角度で相互接続することを特徴とするリード
フレーム。 - 【請求項２０】 請求項１８のリードフレームにおい
て、複数のリード フレームに共通の強化外側ストリ
ップが該リード フレームの二つの反対サイドの細長
いバーに隣接して配列されることを特徴とするリード
フレーム。 - 【請求項２１】 請求項１８のリード フレームに
おいて、該細長いバーが隣接する外側フレームから該細
長いバーに平行に配列された細長いカット アウトに
よって分離されることを特徴とするリード フレーム
。
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| US548180 | 1983-11-02 | ||
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