JPH08306720A - 封入成形電子部品およびその製造方法 - Google Patents
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- H01L2924/157—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2924/15738—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
- H01L2924/15747—Copper [Cu] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 素子を損傷することなく、素子が自己整合す
ることを特徴とする封入成形電子素子パッケージとその
製造方法を提供する。 【解決手段】 加工が容易でかつ破損や位置ずれの可能
性が少ない、シリコン素子、チップまたは集積回路を含
む、封入成形電子部品を提供する。これは、圧縮性で、
エラストマーで、異方性で、電気伝導性でコンプライア
ントなインターコネクトを支承するリードフレームと、
インターコネクト上に設置されるシリコン集積回路を含
み、これらすべてが包含されるプラスチック本体を含
む。
ることを特徴とする封入成形電子素子パッケージとその
製造方法を提供する。 【解決手段】 加工が容易でかつ破損や位置ずれの可能
性が少ない、シリコン素子、チップまたは集積回路を含
む、封入成形電子部品を提供する。これは、圧縮性で、
エラストマーで、異方性で、電気伝導性でコンプライア
ントなインターコネクトを支承するリードフレームと、
インターコネクト上に設置されるシリコン集積回路を含
み、これらすべてが包含されるプラスチック本体を含
む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、封入成形された電
子部品、特に封入成形電子部品の製造方法に関する。
子部品、特に封入成形電子部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】当業者間では周知のように、超小型電子
パッケージはより小さく、より薄くなってきており、薄
くもろい集積回路、封入プラスチックのためのフローチ
ャネルが薄いこと、またそのために流れによって生じる
応力が増大すること、ワイヤ接続ループの高さが低いこ
とのために、製造における課題が生じてきている。
パッケージはより小さく、より薄くなってきており、薄
くもろい集積回路、封入プラスチックのためのフローチ
ャネルが薄いこと、またそのために流れによって生じる
応力が増大すること、ワイヤ接続ループの高さが低いこ
とのために、製造における課題が生じてきている。
【0003】素子をパッケージ内に設置する際、素子の
ひとつの面(非能動面)がパッケージの外表面と同一面
となるように取り付けることは、かなり常識化してきて
いる。これによって、素子の反対側の面(能動面)上の
フローチャネルと、ワイヤ接続上の空間を大きくするこ
とが可能である。素子がモールドキャビティの壁に均一
な圧力によって接触するように、正確に設置(および保
持)すること、プラスチックが素子とモールドキャビテ
ィの壁の隙間に流れ込まないようにすること、およびモ
ールドの壁の圧力による素子の損傷を防ぐことは、非常
に困難である。
ひとつの面(非能動面)がパッケージの外表面と同一面
となるように取り付けることは、かなり常識化してきて
いる。これによって、素子の反対側の面(能動面)上の
フローチャネルと、ワイヤ接続上の空間を大きくするこ
とが可能である。素子がモールドキャビティの壁に均一
な圧力によって接触するように、正確に設置(および保
持)すること、プラスチックが素子とモールドキャビテ
ィの壁の隙間に流れ込まないようにすること、およびモ
ールドの壁の圧力による素子の損傷を防ぐことは、非常
に困難である。
【0004】これらの従来技術の問題点により、封入プ
ラスチックが重合し素子が固定された後に、素子がパッ
ケージ表面と同一面に取り付けられた素子を完成させる
ことは困難である。また従来技術においては、素子とモ
ールドの間にプラスチックが流れ込まないように、素子
に適当な圧力を加えつつ正確に設置することも困難であ
る。
ラスチックが重合し素子が固定された後に、素子がパッ
ケージ表面と同一面に取り付けられた素子を完成させる
ことは困難である。また従来技術においては、素子とモ
ールドの間にプラスチックが流れ込まないように、素子
に適当な圧力を加えつつ正確に設置することも困難であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、粗い組立体
の公差を許容する、すなわち素子の損傷を最小化する、
封入される素子の自己整合を特徴とする、封入成形超小
型電子集積回路パッケージの製造装置と方法の提供を目
的とする。さらに、封入される集積回路からパッケージ
内の他の部品への導電路を提供することを目的とする。
の公差を許容する、すなわち素子の損傷を最小化する、
封入される素子の自己整合を特徴とする、封入成形超小
型電子集積回路パッケージの製造装置と方法の提供を目
的とする。さらに、封入される集積回路からパッケージ
内の他の部品への導電路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】集積回路(IC)が取り
付けられるリードフレームを含む、封入成形電子部品の
製造方法を提供する。この方法は、上下に二分割される
外被モールドキャビティの下半分に、前記リードフレー
ムを固定するステップと、前記リードフレーム上に、第
一の面および第二の面を有し、第一の面が前記リードフ
レームに接触し、薄く、エラストマーで、異方性で、電
気伝導性のコンプライアントなインターコネクトが設置
されるステップと、第一および第二の面を有する集積回
路の第一の面を、前記インターコネクトの第二の面上に
設置するステップと、前記集積回路の第二の面を受容す
るために適合するキャビティ壁を有するモールドの上半
分を、前記モールドの下半分の上に搭載し、前記モール
ドの上半分が前記集積回路と、前記エラストマーで、異
方性で、電気伝導性でコンプライアントなインターコネ
クトを圧迫し、それによってインターコネクトが圧縮さ
れて前記集積回路がモールド内の所定の位置に保持さ
れ、前記集積回路の第二の面がモールドの上半分のキャ
ビティ壁と同一平面をなすステップと、前記モールドキ
ャビティの内部に、せん断減粘性で熱硬化性のプラスチ
ックを流入させるステップと、前記せん断減粘性、熱硬
化性プラスチックを硬化させ、それによって、前記集積
回路を搭載した前記薄く、エラストマーで、異方性で、
導電性でコンプライアントなインターコネクトを支承す
る前記リードフレームを含む、成形電子部品が形成され
るステップと、前記集積回路を搭載した前記薄く、圧縮
されたエラストマーで、異方性で、導電性でコンプライ
アントなインターコネクトを支承する前記リードフレー
ムを含む、前記成形電子部品を回収するステップを含
む。
付けられるリードフレームを含む、封入成形電子部品の
製造方法を提供する。この方法は、上下に二分割される
外被モールドキャビティの下半分に、前記リードフレー
ムを固定するステップと、前記リードフレーム上に、第
一の面および第二の面を有し、第一の面が前記リードフ
レームに接触し、薄く、エラストマーで、異方性で、電
気伝導性のコンプライアントなインターコネクトが設置
されるステップと、第一および第二の面を有する集積回
路の第一の面を、前記インターコネクトの第二の面上に
設置するステップと、前記集積回路の第二の面を受容す
るために適合するキャビティ壁を有するモールドの上半
分を、前記モールドの下半分の上に搭載し、前記モール
ドの上半分が前記集積回路と、前記エラストマーで、異
方性で、電気伝導性でコンプライアントなインターコネ
クトを圧迫し、それによってインターコネクトが圧縮さ
れて前記集積回路がモールド内の所定の位置に保持さ
れ、前記集積回路の第二の面がモールドの上半分のキャ
ビティ壁と同一平面をなすステップと、前記モールドキ
ャビティの内部に、せん断減粘性で熱硬化性のプラスチ
ックを流入させるステップと、前記せん断減粘性、熱硬
化性プラスチックを硬化させ、それによって、前記集積
回路を搭載した前記薄く、エラストマーで、異方性で、
導電性でコンプライアントなインターコネクトを支承す
る前記リードフレームを含む、成形電子部品が形成され
るステップと、前記集積回路を搭載した前記薄く、圧縮
されたエラストマーで、異方性で、導電性でコンプライ
アントなインターコネクトを支承する前記リードフレー
ムを含む、前記成形電子部品を回収するステップを含
む。
【0007】他の視点から見れば、本発明によって、前
記リードフレームの中央部分から伸び、前記リードフレ
ームの端部に隣接する部分で終端する、少なくとも一つ
のリード線列を含むリードフレームと、第一の面から第
二の面へ厚さ方向に伸びる複数の分離した電気伝導路を
含む、薄く、エラストマーで、異方性で、電気伝導性
で、コンプライアントなインターコネクトを含み、前記
インターコネクトの第一の面が、前記リードフレームの
中央部分に隣接するリード線と電気的に接触しており、
前記コンプライアントなエラストマーインターコネクト
が、その圧縮されない状態に比べ、厚さが薄くなるまで
圧縮され、前記エラストマー上に搭載される、第一およ
び第二の面を有する集積回路を含み、前記シリコン集積
回路の第一の面が前記エラストマーの第二の面と電気的
に接触しており、前記集積回路は、その第二の面を除い
て、前記封入電子部品内に封入され、第一及び第二の面
を有し、前記封入電子部品の第二の面と同一平面をな
し、露出される前記集積回路の第二の面を除き、前記電
子素子を包含する成形プラスチック本体を含む、封入成
形電子部品が提供される。
記リードフレームの中央部分から伸び、前記リードフレ
ームの端部に隣接する部分で終端する、少なくとも一つ
のリード線列を含むリードフレームと、第一の面から第
二の面へ厚さ方向に伸びる複数の分離した電気伝導路を
含む、薄く、エラストマーで、異方性で、電気伝導性
で、コンプライアントなインターコネクトを含み、前記
インターコネクトの第一の面が、前記リードフレームの
中央部分に隣接するリード線と電気的に接触しており、
前記コンプライアントなエラストマーインターコネクト
が、その圧縮されない状態に比べ、厚さが薄くなるまで
圧縮され、前記エラストマー上に搭載される、第一およ
び第二の面を有する集積回路を含み、前記シリコン集積
回路の第一の面が前記エラストマーの第二の面と電気的
に接触しており、前記集積回路は、その第二の面を除い
て、前記封入電子部品内に封入され、第一及び第二の面
を有し、前記封入電子部品の第二の面と同一平面をな
し、露出される前記集積回路の第二の面を除き、前記電
子素子を包含する成形プラスチック本体を含む、封入成
形電子部品が提供される。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の封入成形電子部品は一般
に導体、通常は銀またはニッケルの電着層を付着した銅
から形成されるリードフレーム基板を含む。リードフレ
ームは通常幅2から4cm、例えば約3cm、厚さ0.
1から0.5mm、例えば約0.2mmであり、長方形
である。リードフレームは、リードフレームの中央部分
から伸び、リードフレームの端部近傍で終端する、少な
くとも一つのリード線列を含む。
に導体、通常は銀またはニッケルの電着層を付着した銅
から形成されるリードフレーム基板を含む。リードフレ
ームは通常幅2から4cm、例えば約3cm、厚さ0.
1から0.5mm、例えば約0.2mmであり、長方形
である。リードフレームは、リードフレームの中央部分
から伸び、リードフレームの端部近傍で終端する、少な
くとも一つのリード線列を含む。
【0009】さらに、リードフレームはフレームの中央
部分からフレームの第一の端部まで通る第一のリード線
列と、フレームの中央部分からフレームの第二の端部ま
で通る第二のリード線列を含むことが望ましい。リード
線はそれぞれ、第一および第二の横方向の端部近傍で、
終端する。部品の加工中、第一及び第二のリード線列内
の各リード線は、ダム・バーによって隣接するリード線
と接続され、構造的な安定性を提供するとともに、リー
ド線間への封入プラスチックの流入を防ぐ。
部分からフレームの第一の端部まで通る第一のリード線
列と、フレームの中央部分からフレームの第二の端部ま
で通る第二のリード線列を含むことが望ましい。リード
線はそれぞれ、第一および第二の横方向の端部近傍で、
終端する。部品の加工中、第一及び第二のリード線列内
の各リード線は、ダム・バーによって隣接するリード線
と接続され、構造的な安定性を提供するとともに、リー
ド線間への封入プラスチックの流入を防ぐ。
【0010】本発明の実施に使用される、薄く、エラス
トマーで、異方性で、電気伝導性で、コンプライアント
なインターコネクトポリマーは、(最も薄い寸法におけ
るz軸方向において)厚さ0.1から1.0mmであ
り、通常、2から8mm,例えば5mm平方の正方形シ
ートである。
トマーで、異方性で、電気伝導性で、コンプライアント
なインターコネクトポリマーは、(最も薄い寸法におけ
るz軸方向において)厚さ0.1から1.0mmであ
り、通常、2から8mm,例えば5mm平方の正方形シ
ートである。
【0011】ポリマー材料は、組立体加工中にかけられ
る負荷のもとで圧縮され得るいかなる弾性ポリマーでも
よい。使用される一般的なポリマーは、シリコンエラス
トマー、軟質エポキシ、ポリウレタン等を含む。一つの
適当なエラストマーは、一般に硬化後の破断寸前の伸び
率が最低350%、ショアーA(ShoreA)ジュロメータ
のA測定値が50以下、引裂強さが最低約85psiで
ある、ダウ・コーニング(Dow Corning)社のシラスチ
ックE(SilasticE)商標のシリコンエラストマーに代
表される、熱硬化型シリコンエラストマーである。
る負荷のもとで圧縮され得るいかなる弾性ポリマーでも
よい。使用される一般的なポリマーは、シリコンエラス
トマー、軟質エポキシ、ポリウレタン等を含む。一つの
適当なエラストマーは、一般に硬化後の破断寸前の伸び
率が最低350%、ショアーA(ShoreA)ジュロメータ
のA測定値が50以下、引裂強さが最低約85psiで
ある、ダウ・コーニング(Dow Corning)社のシラスチ
ックE(SilasticE)商標のシリコンエラストマーに代
表される、熱硬化型シリコンエラストマーである。
【0012】弾性で、圧縮性のシリコンエラストマー
は、エラストマーの25ー75重量%、例えば約50重
量%の量の、電気伝導性粒子を含む。粒子は通常、平均
直径3ミルのニッケル球体またはフレークである。他の
適当な電気伝導性の粒状材料には、コバルト、鉄、また
は電気伝導性セラミックス、酸化物、または合金組成物
が含まれる。これらの電気伝導性の粒子またはフレーク
は、未硬化のポリマーに混合され、ポリマーの硬化時、
この混合物を磁場に置く。磁場によって粒子またはフレ
ークは、エラストマーシートの最短方向(またはz軸方
向)に通るカラム状の配置となる。
は、エラストマーの25ー75重量%、例えば約50重
量%の量の、電気伝導性粒子を含む。粒子は通常、平均
直径3ミルのニッケル球体またはフレークである。他の
適当な電気伝導性の粒状材料には、コバルト、鉄、また
は電気伝導性セラミックス、酸化物、または合金組成物
が含まれる。これらの電気伝導性の粒子またはフレーク
は、未硬化のポリマーに混合され、ポリマーの硬化時、
この混合物を磁場に置く。磁場によって粒子またはフレ
ークは、エラストマーシートの最短方向(またはz軸方
向)に通るカラム状の配置となる。
【0013】硬化したエラストマー本体は、異方性のカ
ラム状配置にある粒子を含み、これによって圧縮性エラ
ストマーを通る電気伝導路が確立する。各カラム状配置
は、他のカラム状配置に依存しない。この配置について
の詳細は、アメリカン・テレフォン・アンド・テレグラ
フ・カンパニー(American Telephone and TelegraphCo
mpany)、AT&Tベル研究所、マーク・S・デンティ
ニ(Mark S.Dentini)らによる、1989年6月13日
付け米国特許第4,838,347号に記載されてい
る。
ラム状配置にある粒子を含み、これによって圧縮性エラ
ストマーを通る電気伝導路が確立する。各カラム状配置
は、他のカラム状配置に依存しない。この配置について
の詳細は、アメリカン・テレフォン・アンド・テレグラ
フ・カンパニー(American Telephone and TelegraphCo
mpany)、AT&Tベル研究所、マーク・S・デンティ
ニ(Mark S.Dentini)らによる、1989年6月13日
付け米国特許第4,838,347号に記載されてい
る。
【0014】現在ではより安価であるという点で望まし
い他のエラストマーは、(a)シリコンの導電性層と非
導電性層の交互の層、(b)非導電性シリコンと銀など
の導電性金属の交互の層、または(c)ペンシルバニア
州ハットボロ(Hatboro)のエラストメリック・テクノ
ロジー社(Elastomeric Technologies INC)から、ST
AX、MOEなどの種々の商標で市販されているよう
な、シリコン上に金属を重ねたエラストマー層を含む。
これらの異方性エラストマーは、z軸方向すなわち最短
の方向に電気伝導路を有することを特徴とする。
い他のエラストマーは、(a)シリコンの導電性層と非
導電性層の交互の層、(b)非導電性シリコンと銀など
の導電性金属の交互の層、または(c)ペンシルバニア
州ハットボロ(Hatboro)のエラストメリック・テクノ
ロジー社(Elastomeric Technologies INC)から、ST
AX、MOEなどの種々の商標で市販されているよう
な、シリコン上に金属を重ねたエラストマー層を含む。
これらの異方性エラストマーは、z軸方向すなわち最短
の方向に電気伝導路を有することを特徴とする。
【0015】本発明の実施において、(上に集積回路が
搭載されている)リードフレームの中央部分は、上半分
と下半分を有する外被モールドキャビティの下半分に配
置される。圧縮性で導電性のエラストマーシートである
(第一および第二の面を有する)インターコネクトが、
リードフレームとエラストマーの導体部分が電気的に接
触するように、リードフレーム上に配置される。シート
またはインターコネクトの第一の面は、リードフレーム
と電気的に接触している。
搭載されている)リードフレームの中央部分は、上半分
と下半分を有する外被モールドキャビティの下半分に配
置される。圧縮性で導電性のエラストマーシートである
(第一および第二の面を有する)インターコネクトが、
リードフレームとエラストマーの導体部分が電気的に接
触するように、リードフレーム上に配置される。シート
またはインターコネクトの第一の面は、リードフレーム
と電気的に接触している。
【0016】次に、エラストマーの第二の面上に集積回
路が配置される。一般的な集積回路素子またはチップ
は、ゲルマニウム・ヒ素、ゲルマニウム・鉛・ヒ素のよ
うな半導体材料またはシリコンからつくられる。集積回
路は、例えば、両面が能動面であるショットキーダイオ
ードでもよい。モールドの上半分を下半分と合わせるこ
とによりモールドが閉じられ、リードフレーム、エラス
トマー、および集積回路が包含される。
路が配置される。一般的な集積回路素子またはチップ
は、ゲルマニウム・ヒ素、ゲルマニウム・鉛・ヒ素のよ
うな半導体材料またはシリコンからつくられる。集積回
路は、例えば、両面が能動面であるショットキーダイオ
ードでもよい。モールドの上半分を下半分と合わせるこ
とによりモールドが閉じられ、リードフレーム、エラス
トマー、および集積回路が包含される。
【0017】モールドは、モールドが閉じた際に集積回
路がモールド内の所定の位置に適合し、モールドの上半
分のキャビティ壁面と整合するような構造になってい
る。モールドは、集積回路がモールドの上半分の内部キ
ャビティ壁に接触するような構造になっており、従っ
て、シリコン素子の上部は、完成した組立品において外
から見えている。
路がモールド内の所定の位置に適合し、モールドの上半
分のキャビティ壁面と整合するような構造になってい
る。モールドは、集積回路がモールドの上半分の内部キ
ャビティ壁に接触するような構造になっており、従っ
て、シリコン素子の上部は、完成した組立品において外
から見えている。
【0018】モールドの上半分が、モールドの下半分に
適合されると、モールド上半分はシリコン素子と圧縮性
エラストマーを圧迫する。モールドカバーの圧力は、通
常1インチ平方あたり100ー200トン、例えば15
0トン/平方インチであり、これはエラストマーを、そ
の圧縮されない状態より(z軸方向に)5ー20%、例
えば約15%圧縮するために十分な圧力である。
適合されると、モールド上半分はシリコン素子と圧縮性
エラストマーを圧迫する。モールドカバーの圧力は、通
常1インチ平方あたり100ー200トン、例えば15
0トン/平方インチであり、これはエラストマーを、そ
の圧縮されない状態より(z軸方向に)5ー20%、例
えば約15%圧縮するために十分な圧力である。
【0019】モールドが閉じられたとき、集積回路の上
面または第二の面は閉じたモールドの下面に押され、封
入プラスチックの上面と同一面であり露出する位置に置
かれる。集積回路の下の面または第一の面は、圧縮され
たエラストマーの上面または第二の面に押しつけられ、
圧縮されたエラストマーはリードフレームと電気的に接
触している。
面または第二の面は閉じたモールドの下面に押され、封
入プラスチックの上面と同一面であり露出する位置に置
かれる。集積回路の下の面または第一の面は、圧縮され
たエラストマーの上面または第二の面に押しつけられ、
圧縮されたエラストマーはリードフレームと電気的に接
触している。
【0020】次にモールドキャビティ内に注入口から、
注入時には粘度の低い、せん断減粘性、熱硬化性の封入
プラスチックが注入される。熱硬化性プラスチックが注
入されて短時間後(通常15ー35秒、例えば25秒
後)、モールドは500ー1500psig、例えば1
000psigの圧力下において、165ー185℃、
例えば170℃の硬化温度に加熱される。封入プラスチ
ックとして使用される望ましいプラスチックはエポキシ
である。
注入時には粘度の低い、せん断減粘性、熱硬化性の封入
プラスチックが注入される。熱硬化性プラスチックが注
入されて短時間後(通常15ー35秒、例えば25秒
後)、モールドは500ー1500psig、例えば1
000psigの圧力下において、165ー185℃、
例えば170℃の硬化温度に加熱される。封入プラスチ
ックとして使用される望ましいプラスチックはエポキシ
である。
【0021】封入プラスチックの硬化後、モールドが開
かれる。パッケージ組立体には、次に、リードフレーム
からのダム・バーの切断(リード線の分離を確実にする
ため。)や、リード線を望ましい配置に形成することを
含むステップが行われる。
かれる。パッケージ組立体には、次に、リードフレーム
からのダム・バーの切断(リード線の分離を確実にする
ため。)や、リード線を望ましい配置に形成することを
含むステップが行われる。
【0022】モールドの壁が集積回路の表面と接触する
ため、最終製品は、集積回路の表面がパッケージの表面
と同一面であり、パッケージ表面上に露出していること
を特徴とする。成形プラスチック本体は、集積回路を正
確に配置し、自己整合するための支持構造を提供する。
ため、最終製品は、集積回路の表面がパッケージの表面
と同一面であり、パッケージ表面上に露出していること
を特徴とする。成形プラスチック本体は、集積回路を正
確に配置し、自己整合するための支持構造を提供する。
【0023】
【実施例1】図1および図2に示される本発明の実施例
において、リードフレーム10は、厚さ0.2mm、幅
3mm、長さ3mmの銅ストリップから形成される。銅
リードフレーム10には、銀からなる第一の電着層と、
ニッケルからなる第二の電着層(厚さ5ミル)が付着さ
れる。
において、リードフレーム10は、厚さ0.2mm、幅
3mm、長さ3mmの銅ストリップから形成される。銅
リードフレーム10には、銀からなる第一の電着層と、
ニッケルからなる第二の電着層(厚さ5ミル)が付着さ
れる。
【0024】リードフレームは、複数のリード線11と
ダム・バー12、13を含み、各ダム・バーはリードフ
レーム10を横切って伸びてリード線11に構造的支持
を提供している。リードフレームの横断部分はレール1
4で示される。
ダム・バー12、13を含み、各ダム・バーはリードフ
レーム10を横切って伸びてリード線11に構造的支持
を提供している。リードフレームの横断部分はレール1
4で示される。
【0025】使用される異方性、電気伝導性のエラスト
マーインターコネクトは、ダウ・コーニング社、シラス
チックE商標のシリコンである。(以下の特性を有す
る。;破断寸前の伸び率は最低350%、ショアーAジ
ュロメータによる測定値は50以下、硬化後の引裂強さ
は最低約85psi。)
マーインターコネクトは、ダウ・コーニング社、シラス
チックE商標のシリコンである。(以下の特性を有す
る。;破断寸前の伸び率は最低350%、ショアーAジ
ュロメータによる測定値は50以下、硬化後の引裂強さ
は最低約85psi。)
【0026】ポリマーは50体積パーセントの3ミル
の、銅の電気めっきが施されたニッケル粒子を含む。粒
子とエラストマーの混合物は15分間、1100℃で加
熱することによって硬化する。加熱/硬化の過程におい
て、混合物は約300エルステッドの磁場(z軸方向)
におかれる。磁場の存在下における硬化過程中、銅めっ
きされたニッケル粒子は整列し、複数の分離した電気伝
導性のカラムを形成する。
の、銅の電気めっきが施されたニッケル粒子を含む。粒
子とエラストマーの混合物は15分間、1100℃で加
熱することによって硬化する。加熱/硬化の過程におい
て、混合物は約300エルステッドの磁場(z軸方向)
におかれる。磁場の存在下における硬化過程中、銅めっ
きされたニッケル粒子は整列し、複数の分離した電気伝
導性のカラムを形成する。
【0027】使用されるエラストマー導体ポリマーイン
ターコネクト(ECPI)は、寸法5mm×5mmで厚
さ0.5mmの断片である。これは、デンティニらによ
る米国特許第4,838,347号の図2に示されるよ
うに形成される。また、プロシーディング・オブ・テク
ニカル・コンフェレンス 1990(The Proceedingof
the Technical Conference 1990)の、 1990年
9月10ー12日、マサチューセッツ州マールボロ(Ma
rlborough)におけるインターナショナル・エレクトロ
ニックス・パッケージング・コンフェレンス (Intenat
ional Electronics Packaging Conference)における”
AT&Tエラストマー導体ポリマーインターコネクト
(ECPI)システムの応用および信頼性”を参照のこ
と。ECPIポリマー15はリードフレーム10上に配
置される。
ターコネクト(ECPI)は、寸法5mm×5mmで厚
さ0.5mmの断片である。これは、デンティニらによ
る米国特許第4,838,347号の図2に示されるよ
うに形成される。また、プロシーディング・オブ・テク
ニカル・コンフェレンス 1990(The Proceedingof
the Technical Conference 1990)の、 1990年
9月10ー12日、マサチューセッツ州マールボロ(Ma
rlborough)におけるインターナショナル・エレクトロ
ニックス・パッケージング・コンフェレンス (Intenat
ional Electronics Packaging Conference)における”
AT&Tエラストマー導体ポリマーインターコネクト
(ECPI)システムの応用および信頼性”を参照のこ
と。ECPIポリマー15はリードフレーム10上に配
置される。
【0028】シリコン半導体素子またはチップ、または
集積回路16はエラストマー15上に配置される。集積
回路16、エラストマー15およびリードフレーム10
すべての組立体は、次にモールド17内に配置される。
集積回路16は、加工終了後に集積回路の表面が見える
ように、また成形プラスチック18によって反転しない
ように、エラストマーインターコネクトによりモールド
17の上半分に圧迫される。
集積回路16はエラストマー15上に配置される。集積
回路16、エラストマー15およびリードフレーム10
すべての組立体は、次にモールド17内に配置される。
集積回路16は、加工終了後に集積回路の表面が見える
ように、また成形プラスチック18によって反転しない
ように、エラストマーインターコネクトによりモールド
17の上半分に圧迫される。
【0029】モールド17の上半分は1インチあたり1
50トンの圧力で集積回路の上面を圧迫し、これはエラ
ストマーを、非圧縮状態より、厚さにおいて約15%圧
縮する。この過程中、集積回路はリードフレーム内のそ
の位置において、自己整合する。モールドが閉じられる
と、せん断減粘性プラスチック18としてエポキシが注
入される。
50トンの圧力で集積回路の上面を圧迫し、これはエラ
ストマーを、非圧縮状態より、厚さにおいて約15%圧
縮する。この過程中、集積回路はリードフレーム内のそ
の位置において、自己整合する。モールドが閉じられる
と、せん断減粘性プラスチック18としてエポキシが注
入される。
【0030】せん断減粘性エポキシ18で充填されたモ
ールドは、170℃、1000psigに約180秒間
保たれる。注入過程においてはエポキシは易流動性であ
る。モールド内に保持され、硬化条件下におかれると、
エポキシは硬化し、すべてを覆うプラスチックのマトリ
ックスとなる。この組立体は、集積回路が定位置に保持
され、正確に整合し、かつ破損しないことを特徴とす
る。
ールドは、170℃、1000psigに約180秒間
保たれる。注入過程においてはエポキシは易流動性であ
る。モールド内に保持され、硬化条件下におかれると、
エポキシは硬化し、すべてを覆うプラスチックのマトリ
ックスとなる。この組立体は、集積回路が定位置に保持
され、正確に整合し、かつ破損しないことを特徴とす
る。
【0031】
【実施例2】エラストマーが、導電性と非導電性シリコ
ンの交互の層である、エラストメリックSTAX(エラ
ストメリックテクノロジー社から市販されている)であ
る場合、実施例1に匹敵する結果が得られる。
ンの交互の層である、エラストメリックSTAX(エラ
ストメリックテクノロジー社から市販されている)であ
る場合、実施例1に匹敵する結果が得られる。
【0032】
【実施例3】エラストマーが、金の金属導体層を付着し
た非導電性シリコンを含む、エラストメリックMOEエ
ラストマーである場合、実施例1に匹敵する結果が得ら
れる。
た非導電性シリコンを含む、エラストメリックMOEエ
ラストマーである場合、実施例1に匹敵する結果が得ら
れる。
【0033】
【実施例4】エラストマーが、ニッケルの金属導体層を
付着した非導電性シリコンを含む、エラストメリックM
OEエラストマーである場合、実施例1に匹敵する結果
が得られる。
付着した非導電性シリコンを含む、エラストメリックM
OEエラストマーである場合、実施例1に匹敵する結果
が得られる。
【0034】
【実施例5】本実施例(図3、4および5参照)は、封
入成形電子素子組立体をより詳細に示すものである。図
3は組立体のいくつかの部分を示す分解図である。図1
および2におけるように、リードフレーム30を含み、
リードフレームの中央部分から主軸に沿って伸び、それ
ぞれ第一および第二の横方向エッジにて終端する、第一
のリード線列31と第二のリード線列31’を含む。
入成形電子素子組立体をより詳細に示すものである。図
3は組立体のいくつかの部分を示す分解図である。図1
および2におけるように、リードフレーム30を含み、
リードフレームの中央部分から主軸に沿って伸び、それ
ぞれ第一および第二の横方向エッジにて終端する、第一
のリード線列31と第二のリード線列31’を含む。
【0035】本実施例において、34、34’で示され
るリード線31、31’の内側の端部は、リードフレー
ム30の平面から垂直方向に屈曲している。これらの内
側端部は部品36のターミナルスロット35内に設置、
適合する。変圧器36は、リードフレームの内側端部が
変圧器のターミナルスロットに適合可能なように、リー
ドフレームに押しつけられる。
るリード線31、31’の内側の端部は、リードフレー
ム30の平面から垂直方向に屈曲している。これらの内
側端部は部品36のターミナルスロット35内に設置、
適合する。変圧器36は、リードフレームの内側端部が
変圧器のターミナルスロットに適合可能なように、リー
ドフレームに押しつけられる。
【0036】リードフレームはまた、屈曲せず、リード
フレーム平面上にとどまる第一および第二のリード線グ
ループを含み、これらは、上部にエラストマーで、異方
性で、電気伝導性でコンプライアントなインターコネク
ト37が設置される領域を占める。エラストマーインタ
ーコネクト37の上には、集積回路、この場合は、両面
が能動面であるショットキーダイオードが設置される。
フレーム平面上にとどまる第一および第二のリード線グ
ループを含み、これらは、上部にエラストマーで、異方
性で、電気伝導性でコンプライアントなインターコネク
ト37が設置される領域を占める。エラストマーインタ
ーコネクト37の上には、集積回路、この場合は、両面
が能動面であるショットキーダイオードが設置される。
【0037】図4は外被モールドを閉じる前の組立体を
示す。次に、シリコン集積回路の上面がモールド上半分
に押しつけられるように組み立てられた構造の周囲に、
モールドが閉じられる。これは封入プラスチックがシリ
コン集積回路の上面に流れ、そこを覆うことを防ぐ。
示す。次に、シリコン集積回路の上面がモールド上半分
に押しつけられるように組み立てられた構造の周囲に、
モールドが閉じられる。これは封入プラスチックがシリ
コン集積回路の上面に流れ、そこを覆うことを防ぐ。
【0038】閉じられたモールドには1インチ平方あた
り150トンの圧力がかけられ、これによりシリコン集
積回路がエラストマーインターコネクトを圧迫し、エラ
ストマーは(非圧縮状態より約15%の厚さに)圧縮さ
れる。これによって集積回路はモールド内の所定の位置
に正確に設置され、シリコン集積回路の上面または第二
の面は、モールドの上半分のキャビティ壁と同一面を為
す。
り150トンの圧力がかけられ、これによりシリコン集
積回路がエラストマーインターコネクトを圧迫し、エラ
ストマーは(非圧縮状態より約15%の厚さに)圧縮さ
れる。これによって集積回路はモールド内の所定の位置
に正確に設置され、シリコン集積回路の上面または第二
の面は、モールドの上半分のキャビティ壁と同一面を為
す。
【0039】次にモールドキャビティにせん断減粘性エ
ポキシが注入される。全組立体を約170℃、1000
psigに約180秒間加熱加圧することによって、硬
化が効果的に行われる。注入過程においてエポキシは易
流動性であり、硬化過程中はモールド内に保持され、硬
化してすべてを包むプラスチックマトリックスを形成す
る。この組立体は、実施例1においては、シリコン集積
回路が定位置に保持され、正確に整合され、破損しない
ことを特徴とする。
ポキシが注入される。全組立体を約170℃、1000
psigに約180秒間加熱加圧することによって、硬
化が効果的に行われる。注入過程においてエポキシは易
流動性であり、硬化過程中はモールド内に保持され、硬
化してすべてを包むプラスチックマトリックスを形成す
る。この組立体は、実施例1においては、シリコン集積
回路が定位置に保持され、正確に整合され、破損しない
ことを特徴とする。
【0040】図5は、硬化した全包含プラスチックマト
リックス39を含む、完成した組立体を示す。シリコン
素子38の外側部分はプラスチックマトリックスによっ
て覆われない。シリコン集積回路は所定の位置に配置さ
れ、それぞれが薄く、エラストマーの、異方性の、電気
伝導性のコンプライアントな、組立において圧縮される
インターコネクト上におかれているため、自己整合され
る。
リックス39を含む、完成した組立体を示す。シリコン
素子38の外側部分はプラスチックマトリックスによっ
て覆われない。シリコン集積回路は所定の位置に配置さ
れ、それぞれが薄く、エラストマーの、異方性の、電気
伝導性のコンプライアントな、組立において圧縮される
インターコネクト上におかれているため、自己整合され
る。
【0041】
【発明の効果】本発明により、以下の利点が得られる。 (a)薄く、エラストマーで、導電性で、コンプライア
ントなインターコネクトの使用により、通常1インチ平
方あたり150トン以上である成形加工における締め付
け荷重における、もろい集積回路素子の損傷の可能性が
最小となる。 (b)圧縮性で、エラストマーで、異方性で、電気伝導
性のインターコネクトが、配置または整合における多少
の誤差を許容するため、素子を正確に配置または整合す
る必要性は、それほど重要でない。 (c)エラストマーインターコネクトの存在により、モ
ールド内の集積回路の自己整合が可能である。 (d)破損または損傷の可能性を大きくすることなく、
モールドを閉じたときの組立体公差をより粗くすること
が可能である。
ントなインターコネクトの使用により、通常1インチ平
方あたり150トン以上である成形加工における締め付
け荷重における、もろい集積回路素子の損傷の可能性が
最小となる。 (b)圧縮性で、エラストマーで、異方性で、電気伝導
性のインターコネクトが、配置または整合における多少
の誤差を許容するため、素子を正確に配置または整合す
る必要性は、それほど重要でない。 (c)エラストマーインターコネクトの存在により、モ
ールド内の集積回路の自己整合が可能である。 (d)破損または損傷の可能性を大きくすることなく、
モールドを閉じたときの組立体公差をより粗くすること
が可能である。
【図1】本発明による封入成形電子部品のうち、特に、
リードフレーム、エラストマー、集積回路、および封入
プラスチックの相関を示した断面図である。
リードフレーム、エラストマー、集積回路、および封入
プラスチックの相関を示した断面図である。
【図2】リードフレームを示した図である。
【図3】組立前のリードフレームと構成部品を示した図
である。
である。
【図4】モールド内に包含される前の、組立てられた構
成部品を示した図である。
成部品を示した図である。
【図5】集積回路と圧縮性エラストマーを含む組立部品
の、モールドからはずした状態を示した図である。
の、モールドからはずした状態を示した図である。
10 リードフレーム 11 リード線 12 ダムバー 13 ダムバー 14 レール 15 エラストマー導体ポリマーインターコネクト(E
CPI) 16 集積回路 17 モールド 18 封入プラスチック 30 リードフレーム 31 リード線 32 ダムバー 33 ダムバー 34 リード線内側端部 35 ターミナルスロット 36 変圧器 37 エラストマー 38 集積回路 39 プラスチックマトリックス
CPI) 16 集積回路 17 モールド 18 封入プラスチック 30 リードフレーム 31 リード線 32 ダムバー 33 ダムバー 34 リード線内側端部 35 ターミナルスロット 36 変圧器 37 エラストマー 38 集積回路 39 プラスチックマトリックス
Claims (9)
- 【請求項1】 上下に二分割される外被モールドキャ
ビティの下半分に、前記リードフレームを固定するステ
ップと、 前記リードフレーム上に、第一の面および第二の面を有
し、第一の面が前記リードフレームに接触する、薄く、
エラストマーで、異方性で、電気伝導性のコンプライア
ントなインターコネクトを設置するステップと、 第一および第二の面を有する集積回路の第一の面を、前
記インターコネクトの第二の面上に設置するステップ
と、 前記集積回路の第二の面を受容するために適合するキャ
ビティ壁を有するモールドの上半分を、前記モールドの
下半分の上に搭載し、前記モールドの上半分が前記集積
回路と、前記エラストマーで、異方性で、電気伝導性で
コンプライアントなインターコネクトを圧迫し、それに
よってインターコネクトが圧縮されて前記集積回路がモ
ールド内の所定の位置に保持され、前記集積回路の第二
の面がモールドの上半分のキャビティ壁と同一平面をな
すステップと、 前記モールドキャビティの内部に、せん断減粘性で熱硬
化性のプラスチックを流入させるステップと、 前記せん断減粘性、熱硬化性プラスチックを硬化させ、
それによって、前記集積回路を搭載した前記薄く、エラ
ストマーで、異方性で、導電性でコンプライアントなイ
ンターコネクトを支承する前記リードフレームを含む、
成形電子部品が形成されるステップと、 前記集積回路を搭載した前記薄く、圧縮されたエラスト
マーで、異方性で、導電性でコンプライアントなインタ
ーコネクトを支承する前記リードフレームを含む、前記
成形電子部品を回収するステップを含むことを特徴とす
る、集積回路が搭載されるリードフレームを含む封入成
形電子部品の製造方法。 - 【請求項2】 前記薄く、エラストマーで、異方性で、
電気伝導性で、コンプライアントなインターコネクト
が、シリコンエラストマーであることを特徴とする、請
求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記薄く、エラストマーで、異方性で、
電気伝導性で、コンプライアントなインターコネクト
が、カラム状に配置され、インターコネクトの第一およ
び第二の面の間を電気的に接続する複数の導体粒子を含
むシリコンエラストマーであることを特徴とする、請求
項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記薄く、エラストマーで、異方性で、
電気伝導性で、コンプライアントなインターコネクト
が、導電性シリコンエラストマーと非導電性シリコンエ
ラストマーの交互の層から形成され、前記導電性シリコ
ンエラストマー層と前記インターコネクトの第一および
第二の面が接続していることを特徴とする、請求項1記
載の方法。 - 【請求項5】 前記薄く、エラストマーで、異方性で、
電気伝導性で、コンプライアントなインターコネクト
が、非導電性シリコンと導電性金属の交互の層から形成
され、前記金属導電層と前記インターコネクトの第一お
よび第二の面が接続していることを特徴とする、請求項
1記載の方法。 - 【請求項6】 前記集積回路がシリコンチップであるこ
とを特徴とする、請求項1記載の方法。 - 【請求項7】 前記リードフレームの中央部分から伸
び、前記リードフレームの端部に隣接する部分で終端す
る、少なくとも一つのリード線列を含むリードフレーム
と、 第一の面から第二の面へ厚さ方向に伸びる複数の分離し
た電気伝導路を含む、薄く、エラストマーで、異方性
で、電気伝導性で、コンプライアントなインターコネク
トを含み、前記インターコネクトの第一の面が、前記リ
ードフレームの中央部分に隣接するリード線と電気的に
接触しており、前記コンプライアントなエラストマーイ
ンターコネクトが、その圧縮されない状態に比べ、厚さ
が薄くなるまで圧縮され、 前記エラストマー上に搭載される、第一および第二の面
を有する集積回路を含み、前記シリコン集積回路の第一
の面が前記エラストマーの第二の面と電気的に接触して
おり、前記集積回路は、その第二の面を除いて、前記封
入電子部品内に封入され、 第一及び第二の面を有し、前記封入成形部品の第二の面
と同一平面をなし、露出される前記集積回路の第二の面
を除き、前記電子素子を包含する成形プラスチック本体
を含むことを特徴とする、封入成形電子部品。 - 【請求項8】 それぞれ前記リードフレームの中央部分
から主軸に沿って伸び、前記リードフレームの第一およ
び第二の横方向の端部にそれぞれ隣接する部分で終端す
る、第一のリード線列と第二のリード線列を含むリード
フレームと、 第一の面から第二の面へ厚さ方向に伸びる複数の分離し
た電気伝導路を含む、薄く、エラストマーで、異方性
で、電気伝導性で、コンプライアントなインターコネク
トを含み、前記インターコネクトの第一の面が前記リー
ドフレームと電気的に接触しており、少なくとも一つの
前記電気伝導路が前記リードフレーム上のリード線と電
気的に接触しており、前記コンプライアントなエラスト
マーインターコネクトが、その圧縮されない状態に比
べ、厚さが薄くくなるまで圧縮され、 前記エラストマー上に搭載され、エラストマーを圧縮す
る、第一および第二の面を有するシリコン集積回路を含
み、前記シリコン集積回路の第一の面が前記インターコ
ネクトの第二の面と接触しており、前記集積回路は、そ
の第二の面を除いて、前記封入電子部品内に封入され、 第一及び第二の面を有し、前記封入成形部品の第二の面
と同一平面をなし、露出される前記シリコン集積回路の
第二の面を除き、前記電子素子を包含する成形プラスチ
ック本体を含むことを特徴とする、封入成形電子素子。 - 【請求項9】 前記集積回路がシリコンチップであるこ
とを特徴とする、請求項7記載の封入成形電子素子。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US43159095A | 1995-05-01 | 1995-05-01 | |
US431590 | 1995-05-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08306720A true JPH08306720A (ja) | 1996-11-22 |
JP3361689B2 JP3361689B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=23712610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11073696A Expired - Fee Related JP3361689B2 (ja) | 1995-05-01 | 1996-05-01 | 封入成形電子部品およびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5773322A (ja) |
JP (1) | JP3361689B2 (ja) |
KR (1) | KR960043135A (ja) |
Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
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-
1996
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