JPH0573957U - Ｓｍｄモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、ＳＭＤモジュールに関し、ＳＭＤ
モジュールの設計の自由度を大きくし、かつその製造を
容易にして、安価で信頼性の高い製品が製造できるよう
にすることを目的とする。 【構成】 両面に部品を実装した基板３を、リードフレ
ーム１上に接合し、該基板３の周辺部を、絶縁性樹脂に
よるモールド体６に封入したＳＭＤモジュールであっ
て、上記リードフレーム１のリードの先端部に、ほぼＬ
字状に曲げたＬ字状曲げ部１ａを設け、該Ｌ字状曲げ部
１ａ上に、上記基板３を載置して、両者を接合した。ま
た、基板に搭載した部品の実装高さに応じて、Ｌ字状曲
げ部１ａの長さＨ₁ 、Ｈ₂ を変えると共に、図１のｇ₁
＋ｈ₁ 及びｇ₂ ＋ｈ₂ の長さを常に一定にした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種のハイブリッドＩＣ等に利用される樹脂モールド構造のＳＭＤ モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７〜図１２は従来例を示した図であり、図７はリードフレームの構造例、図 ８は従来例１の説明図、図９は従来例２の説明図（その１）、図１０は従来例２ の説明図（その２）、図１１は従来例３の説明図、図１２は従来例４の説明図で ある。

【０００３】 図７〜図１２中、１は平型のリードフレーム、２はチューリップ型（又は十手 型）のリードフレーム、３は基板（両面実装基板）、４は部品、５はワイヤ、６ はモールド体、７は半田、９はリードフレーム、１０は押え片、１１は平坦部を 示す。

【０００４】 従来、ハイブリッドモジュール（Ｈ−ＩＣ等）には各種のものが知られており 、ＳＭＤ（表面実装部品）化したハイブリッドモジュールも開発されていた。 前記ＳＭＤ化したハイブリッドモジュールの１種として、トランスファ成型等 で成型されたモールド構造（トランスファモールド）のモジュールがある。

【０００５】 このモールド構造を有するＳＭＤ化されたハイブリッドモジュール（以下、単 にＳＭＤモジュールという）について説明する。 先ず、トランスファ成型でモールドする際、基板（回路基板）とリードフレー ムとを接合するが、この接合方法として、通常、次の４つの方法がある。

【０００６】 ワイヤボンディングによる接合方法（間接的な方法） ワイヤ溶接による接合方法（間接的な方法） 半田材料による接合方法（直接的な方法） 導電性有機材料による接合方法（直接的な方法） また、リードフレームの構造としては、次の２つの基本的な構造がある。

【０００７】 （イ) 通常のトランスファモールドに使用されている平型のリードフレーム（ エッチング又は金型により作製するもの）・・・図７Ａの例１参照 （ロ）通常のＨ−ＩＣ（ハイブリッドＩＣ）に使用されているチュ−リップ型 、又は十手型のリードフレーム・・・図７Ｂの例２参照 上記〜の接合方法と、（イ）、（ロ）のリードフレーム構造とを組み合わ せて基板とリードフレームとの接合構造を決定する。

【０００８】 以下、前記〜と（イ）、（ロ）の組み合わせによる従来のＳＭＤモジュー ルを、図に基づいて説明する。 (1) 従来例１の説明・・・図７Ａ、図８参照 従来例１は、の接合方法と、（イ）のリードフレーム構造とを組み合わせた 例である。

【０００９】 この場合、図７Ａに示した平型のリードフレーム１を用い、ワイヤボンディン グによりリードフレームと基板とを接合（接続）する。 先ず、図８Ａに示したように、リードフレーム１の中央部に、部品４等を搭載 した基板（両面実装基板）３を載置する。

【００１０】 その後、基板３上の電極と、リードフレーム１とにワイヤ５をボンディングし て接合する。次にトランスファモールド等により基板３の周辺部を絶縁性樹脂で モールドし、モールド体６を形成する。

【００１１】 また、モールド体６の外側にあるリードフレーム１を曲げて切断し、外部端子 を作り、図８Ｂに示した構造のＳＭＤモジュールとする。 このＳＭＤモジュールでは、図８Ｃに示したように、基板３の上側の寸法ｇと 、下側の寸法ｈが一定になる（固定化される）。

【００１２】 (2) 従来例２の説明・・・図７Ｂ、図９、図１０参照 この例は、の接合方法と、（ロ）のリードフレーム構造とを組み合わせた例 である。

【００１３】 先ず、図７Ｂの例２に示したチューリップ型のリードフレーム２を用意する。 このリードフレーム２は、２つに分かれており、先ず、その一方のリードフレー ムで基板（両面実装基板）３の片側を挟む（図９Ａ参照）。

【００１４】 続いて、他方のリードフレームで、基板３の他方側を挟む（図９Ｂ参照）。な お、図９では、基板３上の部品を図示省略してある。この工程が終了すると、図 １０Ｃの状態になる。

【００１５】 次に、図１０Ｃの状態から、半田槽に入れて半田付け（ディップによる半田付 け）を行い、リードフレーム２と基板３とを半田により接合する。 その後、基板３の周辺部をトランスファモールドにより樹脂モールドして、モ ールド体６を形成し、更に、リードフレーム２を曲げて、切断し、外部端子にす ると、図１０Ｄのようになる。

【００１６】 この例では、上記のように、チューリップ型、あるいは十手型と呼ばれるリー ドフレーム２を、基板３に挟んだ後、ディップによる半田付けをしている。 このためリードフレーム２には、図１０Ｅに示したように、半田７が付着して いる。そして、この状態で樹脂モールドを行うため、半田７の上にモールド体６ を形成してしまう。従って、モールド体６による密封性が悪くなる。

【００１７】 (3) 従来例３・・・図７Ａ、図１１参照 この例は、の接合方法と、（イ）のリードフレーム構造を組み合わせた例で ある。

【００１８】 先ず、図７Ａに示した平型のリードフレーム１を用意する。そして、図１１Ａ に示したように、リードフレーム１のリードの先端部に、半田７を塗布し、その 上から部品搭載済みの基板３をのせて両者を接合し、図１０Ｂのようにする。

【００１９】 なお、図１１Ａの基板３は、搭載部品を図示省略してある。 次に、図１１Ｂの状態から、トランスファモールドにより、絶縁性樹脂をモー ルドして、モールド体６を形成し、更に、リードフレーム１を曲げて切断し、図 １１Ｃのような構造にする。

【００２０】 (4）従来例４・・・図１２参照 この例は、上記従来例の変形例である。図１２に示したように、リードフレー ム９のリードの先端部には、平坦部１１と、該平坦部１１に対して、直角方向に 延びる押え片１０とを設ける。

【００２１】 先ず、図１２Ａに示したように、リードフレーム９の平坦部１１上に、半田７ を塗布し、その上に基板３をのせて接合し、図１２Ｂに示したように、押え片１ ０を曲げる。

【００２２】 このようにすると、図１２Ｃに示したように、平坦部１１と押え片１０で基板 ３を挟み、平坦部１１上で、半田７により、基板３と接合した構造となる。 その後、トランスファモールドにより、絶縁性の樹脂でモールドし、モールド 体を形成する。

【００２３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような従来のものにおいては、次のような課題があった。 (1) 従来例１の課題 ワイヤボンディングを多用するため、コスト高となる。

【００２４】 ワイヤボンディングをするため，、搭載部品に制限があり、限られた製品開 発（ハイブリッドモジュールとして）しかできない。 図８Ｃに示した寸法ｇ、ｈが固定化されるため、製品開発が制限される。例 えば大型部品を搭載すると、モールド厚が厚くなり、製品の標準化ができない。

【００２５】 (2) 従来例2 の課題 リードフレームが２つに分かれているため、リードフレームによる搬送が困 難であり、トランスファモールドを前提とした製造工程には適していない。

【００２６】 リードフレームが２つに分かれているため、基板にリードフレームを挟んだ 状態で、半田ディップにより接合しなければならない。 この場合、接合部分以外のリードフレーム上に半田が付着し、モールド体とリ ードフレームとの間に半田が介在してしまい、密封性を悪くする。

【００２７】 また、接合工程に手間と時間が多くかかる。 基板とリードフレームとの接合時に、リードフレーム上にクリーム半田を塗 布あるいは印刷することも考えられるが、リードフレームの構造上、極めて困難 である。

【００２８】 従って、上記の半田ディップによる接合処理を行うことになり、作業能率が悪 い。 (3) 従来例３の課題 リードフレーム上に半田を塗布する事が容易であるが、基板をリードフレー ム上の所定の位置に固定する事が困難である（基板が自由に動いてしまう）。

【００２９】 リードフレーム上に基板を接合した状態でハンドリングするとフレーム自体 がバネ特性を有するため、その接合部にストレスが加わり、剥離する可能性が大 きい。

【００３０】 モールドされた状態においても、リードフレームを引っ張る方向に対して、 接合部に直接ストレスが加わるため、信頼性に乏しい。 リードフレームにのせた半田が自由に広がり、信頼性が乏しくなる。

【００３１】 (4) 従来例４には次の課題がある。 押え片１０を曲げる必要があり、手間がかかって構造コストが高くなる。 モールド体と基板との位置関係が一定であり、製品開発が制限される。

【００３２】 本考案は、このような従来の課題を解決し、ＳＭＤモジュールの設計の自由度 を大きくし、かつその製造を容易にして、安価で信頼性の高い製品が製造できる ようにすることを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】

図１は、本考案の原理図であり、図１Ａはｇ₁ ≒ｈ₁ で、Ｈ＝Ｈ₁ （標準）と した例、図１Ｂはｇ₂ ＞ｈ₂ で、Ｈ＝Ｈ₂ （Ｈ₂ ＞Ｈ₁ ）とした例である。

【００３４】 図１中、１はリードフレーム、１ａはＬ字状曲げ部、３は基板（両面実装基板 ）、４は部品、６はモールド体を示す。 本考案は上記の課題を解決するため、次のように構成した。

【００３５】 (1) 少なくとも片面に部品４を実装した基板３を、リードフレーム１上に接合 し、該基板３の周辺部を、絶縁性樹脂によるモールド体６に封入したＳＭＤモジ ュールであって、上記リードフレーム１のリードの先端部に、ほぼＬ字状に曲げ たＬ字状曲げ部１ａを設け、該Ｌ字状曲げ部１ａ上に、上記基板３を載置して、 両者を接合した。

【００３６】 (2) 上記構成（１）において、Ｌ字状曲げ部１ａの長さ（Ｈ₁ 、Ｈ₂ ）を、基 板３に搭載した部品４の実装高さに応じて変えるようにした。 (3) 上記構成（２）において、基板３からモールド部６の上側までの距離（ｇ ₁ 、ｇ₂ ）と、基板３から、モールド部６の下側までの距離（ｈ₁ 、ｈ₂ ）との 和（ｇ₁ ＋ｈ₁ 、ｇ₂ ＋ｈ₂ ）を、ほぼ一定にした。

【００３７】

【作用】

上記構成に基づく本考案の作用を、図１に基づいて説明する。 ＳＭＤモジュールを製造する際は、リードフレーム１のリードの先端部に、Ｌ 字状曲げ部１ａを形成した後、該Ｌ字状曲げ部１ａ上に、両面に部品４を実装し た基板（両面実装基板）３をのせて、基板３とリードフレーム１とを接合する。

【００３８】 この場合、Ｌ字状曲げ部１ａの先端部のみに半田等の接合材料を塗布してから 基板３との接合を行なえば、接合材料の塗布や、基板３の位置決め等が簡単にで き、しかも短時間で処理できる。

【００３９】 その後、基板３の周辺部には、トランスファモールドにより、絶縁性樹脂によ るモールド体６を形成し、モールド体６の外部に出ているリードフレーム１を曲 げて、所定部分で切断し、外部端子とする。

【００４０】 このようなモールド体６を形成したＳＭＤモジュールにおいて、設計時に、基 板３に搭載する部品４の実装高さに合わせて、Ｌ字状曲げ部１ａの長さＨ₁ 、Ｈ ₂ を決定しておけば、搭載部品４の実装高さに関係なく、ｇ₁ ＋ｈ₁ 、あるいは ｇ₂ ＋ｈ₂ を一定にすることができる。

【００４１】 即ち、Ｈ₁ 、Ｈ₂ を部品の高さに応じて変えておけば、モールド体６の厚みを 一定にすることができ、ＳＭＤモジュールの標準化ができると共に、設計の自由 度が大きくなる。

【００４２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図２〜図６は、本考案の実施例を示した図であり、図２は実施例の説明図（そ の１）、図３は実施例の説明図（その２）、図４は実施例におけるＳＭＤモジュ ールを示した図、図５はリードフレームの説明図、図６は長さＨを変化させた場 合のＳＭＤモジュール例である。

【００４３】 図２〜図６中、図１と同一符号のものは、同じものを示す。また、７は半田、 １２は半田槽を示す。 本実施例は、平型のリードフレームを使用し、該リードフレームに、曲げ加工 を施してから基板との接合を行うものであり、以下、製造工程に沿って、本実施 例のＳＭＤモジュールを説明する。

【００４４】 先ず、図２Ａに示したような平型のリードフレーム（図７の従来例と同じ）１ を用意する。 次に、図２Ｂに示したように、リードフレーム１に設けられている複数のリー ドの先端部を２箇所で曲げ加工（例えばプレス加工）する。

【００４５】 前記曲げ加工により、リードの先端部を、ほぼＬ字状に曲げてＬ字状曲げ部１ ａを形成し、リードフレーム１上に基板３をのせる凹所を形成する。 次に、リードフレーム１のＬ字状曲げ部１ａの先端部に半田（クリーム半田） ７を塗布し、その上に、両面実装基板３をのせて接合し、図３の状態にする（な お、図３の基板３は、搭載部品を図示省略してある）。

【００４６】 その後、図３の状態で、リードフレーム１を移動し、トランスファモールドに より、絶縁性樹脂をモールドする。 前記トランスファモールドによりモールドして、図４に示したようなモールド 体６を形成し、更に、モールド体６の外部に出ているリードフレーム１を曲げて 切断し、外部端子とする。

【００４７】 このようにして、部品４を搭載して配線済みの基板３をモールド体６で被った ＳＭＤモジュールが得られる。 ところで、本実施例のＳＭＤモジュールでは、図４に示したように、基板３の 両側に部品４を搭載したもの（両面実装基板）を対象としている。

【００４８】 前記部品４としては、トランス、トランジスタ、コンデンサ、コイル、など各 種のものが使用されるが、それぞれ基板面からの実装高さが異なる。 しかし、製品の標準化を行う関係で、モールド体６の厚さは、ほぼ一定とする のが有利である。また、モールド体６の厚みを最小にして、できるだけ多くの部 品４を搭載したいし、部品の実装高さが変わった場合でも、基板の上下に配置す る部品を工夫することにより、モールド体６の厚みを一定にしたい。

【００４９】 そこで本実施例では、図５に示したように、リードフレーム１のリードの先端 部に、Ｌ字状曲げ部１ａを形成する際、基板３に搭載する部品４の実装高さに合 わせて、Ｌ字状曲げ部１ａの長さＨを変えるようにした。

【００５０】 例えば、基板３の上側に搭載した部品の高さと、基板３の下側に搭載した部品 の高さがほぼ等しい場合には、図５Ａに示したように、長さＨをＨ＝Ｈ₁ の標準 の長さにする。

【００５１】 また、基板３の上側に搭載した部品４の高さが極めて高く、基板３の下側に搭 載した部品４の高さが極めて低い場合には、図５Ｂに示したように、長さＨを長 くし、Ｈ＝Ｈ₂ （Ｈ₂ ＞Ｈ₁ ）とする。

【００５２】 更に、基板３の上側に搭載した部品４の高さが低く（図５Ａの場合より低く） 、基板３の下側に搭載した部品４の高さが高い（図５Ａの場合より高い）場合に は、図５Ｃに示したように、長さＨを短くし、Ｈ＝Ｈ₃ （Ｈ₃ ＜Ｈ₁ ＜Ｈ₂ ）と する。

【００５３】 上記のように、基板３に搭載する部品４の高さに合わせて、リードフレーム１ のＬ字状曲げ部１ａの長さＨを決定すれば、高さの異なる部品４を実装する際の 設計の自由度が大きくなる。

【００５４】 また、長さＨの大小によらず、リードフレーム１にＬ字状曲げ部１ａを形成し ているため、クリーム半田の塗布が容易にできる。 例えば、図５Ｄに示したように、半田槽１３の中に、リードフレーム１のＬ字 状曲げ部１ａの先端部のみを入れて、半田を付着させることが容易にできる。

【００５５】 この場合、半田の付着を必要とする部分にのみ、半田の付着を行うことが可能 であり、モールド体６の密封性も良くなる。 上記のように、リードフレーム１のＬ字状曲げ部１ａの長さＨを変えた場合の ＳＭＤモジュール例を図６に示す。

【００５６】 図６Ａは、長さＨをＨ＝Ｈ₁ とした場合（図５Ａの場合）のＳＭＤモジュール 例である。この例は、基板３の上側に搭載した部品４の高さと、下側に搭載した 部品４の高さがほぼ等しい場合である。

【００５７】 この場合は、基板３からモールド体６の上側までの距離（高さ）をｇ₁ 、基板 ３からモールド体６の下側までの距離（高さ）をｈ₁ とした時、ｇ₁ ≒ｈ₁ とな る。

【００５８】 図６Ｂは、長さＨをＨ＝Ｈ₂ とした場合（図５Ｂの場合）のＳＭＤモジュール 例である。この例は、基板３の上側に、実装高さの極めて高い部品（大型の部品 ）４を実装し、基板３の下側には、実装高さの極めて低い部品４を実装した例で ある。

【００５９】 この場合は、基板３からモールド体６の上側までの距離をｇ₂ 、基板３からモ ールド体６の下側までの距離をｈ₂ とした場合、ｇ₂ ＞ｈ₂ の関係になる。また 、ｇ₁ ≒ｈ₁ ＜ｇ₂ 、ｇ₁ ≒ｈ₁ ＞ｈ₂ 、ｇ₁ ＋ｈ₁ ＝ｇ₂ ＋ｈ₂ の関係になる 。

【００６０】 図６Ｃは、長さＨをＨ＝Ｈ₃ とした場合（図５Ｃの場合）のＳＭＤモジュール 例である。この例は、基板３の上側に、実装高さが比較的低い部品４を実装し、 基板３の下側に実装高さの比較的高い部品４を実装した例である。

【００６１】 この場合は、基板３からモールド体６の上側までの距離をｇ₃ 、基板３からモ ールド体６の下側までの距離をｈ₃ とした場合、ｇ₃ ＜ｈ₃ の関係になる。 また、ｇ₃ ＜ｇ₁ 、ｈ₃ ＞ｈ₁ 、ｇ₁ ＋ｈ₁ ＝ｇ₃ ＋ｈ₃ の関係がある。

【００６２】 （他の実施例の説明） 以上実施例について説明したが、本考案は次のようにしても実施可能である。 (1) リードフレーム１上に基板３を接合する際、半田により接合してもよいが 、他の接合材料、例えば導電性有機材料を用いてもよい。

【００６３】 (2) 基板３としては、セラミック基板、ガラス−エポキシ樹脂基板等、どのよ うな基板でも適用可能である。 また、基板３は、単層基板でも、多層基板でも適用可能である。

【００６４】 (3) 上記実施例の基板３としては、片面にのみ部品を実装したものを用いても よい。

【００６５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば次のような効果がある。 (1) 基板に実装する部品の実装高さが異なる場合でも、リードフレーム１のＬ 字状曲げ部１ａの長さＨを変えることにより、常にモールド体６の厚みを一定に したＳＭＤモジュールが製造できる。

【００６６】 従って、設計の自由度が大きくなる。 (2) モールド体６の厚みを、搭載部品の実装高さと関係なく一定にできるから 、ＳＭＤモジュールの標準化ができると共に、製品のコストダウンが可能となる 。

【００６７】 (3) Ｌ字状曲げ部１ａを設けたので、半田付け等の処理が半田ディップにより 簡単にでき、しかも半田付けによってモールド体の密封性が悪くなることもない 。

【００６８】 (4) Ｌ字状曲げ部１ａを設けたので、モールド体６内で、モールド樹脂と接す るリードフレーム１の長さが長くなる。 その結果、外部から浸入した水分が、リードフレームに沿って接合部（基板と リードフレームとの接合部）まで達する量は極めて少なくなり、該接合部が水分 によって悪影響を受けることはほとんどなくなる。

【００６９】 従って、信頼性の高いＳＭＤモジュールが得られる。 (5) 平型のリードフレームに形成したＬ字状曲げ部１ａ上に基板３をのせて接 合するので、基板の位置決めが簡単かつ正確にできると共に、ハンドリングが容 易であり、トランスファモールドの工程も、簡単に処理できる。

【００７０】 (6) モールド体６をできるだけ薄くして（ｇ＋ｈを最小にして）、基板３に搭 載する部品数を多くすることができる（従来例と比べて）。 (7) 基板とリードフレームの接合に、ワイヤボンディングを使用しないから、 製造コストが低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理図である。

【図２】本考案の実施例の説明図（その１）である。

【図３】実施例の説明図（その２）である。

【図４】従来例におけるＳＭＤモジュールを示した図で
ある。

【図５】リードフレームの説明図である。

【図６】長さＨを変化させた場合のＳＭＤモジュール例
である。

【図７】従来例におけるリードフレームの構造例であ
る。

【図８】従来例１の説明図である。

【図９】従来例２の説明図（その１）である。

【図１０】従来例２の説明図（その２）である。

【図１１】従来例３の説明図である。

【図１２】従来例４の説明図である。

【符号の説明】

１ リードフレーム １ａ リードフレームのＬ字状曲げ部 ３ 基板 ４ 部品 ６ モールド体

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも片面に部品（４）を実装した
   基板（３）を、リードフレーム（１）上に接合し、 該基板（３）の周辺部を、絶縁性樹脂によるモールド体
   （６）に封入したＳＭＤモジュールであって、 上記リードフレーム（１）のリードの先端部に、ほぼＬ
   字状に曲げたＬ字状曲げ部（１ａ）を設け、 該Ｌ字状曲げ部（１ａ）上に、上記基板（３）を載置し
   て、両者を接合したことを特徴とするＳＭＤモジュー
   ル。
2. 【請求項２】 上記Ｌ字状曲げ部（１ａ）の長さ
   （Ｈ₁ 、Ｈ₂ ）を、 基板（３）に搭載した部品（４）の実装高さに応じて変
   えることを特徴とした請求項１記載のＳＭＤモジュー
   ル。
3. 【請求項３】 上記基板（３）からモールド部（６）の
   上側までの距離（ｇ ₁ 、ｇ₂ ）と、 基板（３）から、モールド部（６）の下側までの距離
   （ｈ₁ 、ｈ₂ ）との和（ｇ₁ ＋ｈ₁ 、ｇ₂ ＋ｈ₂ ）を、
   ほぼ一定にしたことを特徴とした請求項２記載のＳＭＤ
   モジュール。