JPH11163195A - 連結リードピン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードピンを１本ずつ立設させるとリードピ
ンの欠落が発生する。連結リードピンの製造は煩雑であ
る。 【解決手段】 頭頂部を半導体素子収納用パッケージの
絶縁基体にろう付けされる多数のリードピン２が平板状
の金属フレーム１に打ち抜き加工により格子状に立設さ
れている連結リードピン３である。製造が極めて簡便
で、リードピンの立設忘れの発生やリードピンが衝撃や
外力の印加によって金属フレームから外れてしまうよう
なことがなく、ピングリッドアレイ型半導体素子収納用
パッケージのリードピンに好適なものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピングリッドアレ
イ型半導体素子収納用パッケージの絶縁基体にろう付け
される多数のリードピンを平板状の金属フレームに格子
状に立設させて成る連結リードピンに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ピングリッドアレイ型半導体素子
収納用パッケージは、例えば酸化アルミニウム質焼結体
等の電気絶縁材料から成り、上面の中央に半導体素子を
収容するための凹部を有するとともにこの凹部周辺から
下面にかけて導出する多数のメタライズ配線導体を有す
る絶縁基体と、絶縁基体の下面にメタライズ配線導体と
電気的に接続されるように銀ろう等のろう材を介して格
子状の配列にろう付け立設された多数の棒状のリードピ
ンと、絶縁基体の凹部を塞ぐ蓋体とから構成されてお
り、絶縁基体の凹部底面に半導体素子をガラスや樹脂・
ろう材等の接着剤を介して接着固定するとともに半導体
素子の電極をメタライズ配線導体にボンディングワイヤ
を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁基体の上面に
蓋体をガラスや樹脂・半田等の封止材を介して接合し、
絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に半導体素子を気密
に封止することによって半導体装置とされていた。そし
て、この半導体装置は、リードピンを外部電気回路基板
の配線導体に半田等を介して電気的に接続することによ
り、内部に収容する半導体素子が外部電気回路に電気的
に接続されることとなる。

【０００３】従来、このピングリッドアレイ型半導体素
子収納用パッケージの絶縁基体の下面に多数のリードピ
ンを格子状の配列にろう付け立設するには、絶縁基体の
下面に各メタライズ配線導体に電気的に接続されたメタ
ライズパッドをリードピンの配列に対応した格子状の配
列に被着させておくとともに、棒状のリードピンを挿入
保持可能な貫通孔がリードピンの配列に対応した格子状
の配列に設けられたカーボン製ろう付け治具を準備し、
このカーボン製ろう付け治具の各貫通孔内に頭頂部に銀
ろう等のろう材を予め付着させた棒状のリードピンを個
々に挿入保持させて、この治具上に絶縁基体を各メタラ
イズパッドとこれに対応するリードピンの頭頂部が当接
するようにして載置し、これらを還元雰囲気中約800 〜
900 ℃の温度に加熱して銀ろう材を溶融させリードピン
の頭頂部とメタライズパッドとをろう材で濡らした後、
これを冷却して各リードピンを対応するメタライズパッ
ドにろう付けし、しかる後、このリードピンがメタライ
ズパッドにろう付けされた絶縁基体をカーボン製ろう付
け治具から取り外す方法が採用されている。

【０００４】また、絶縁基体の下面にろう付け立設され
たリードピンは、一般に絶縁基体の下面にろう付けされ
た後、リードピンおよびろう材が酸化腐食するのを防止
するため、およびリードピンと外部電気回路基板との接
続を良好なものとするために、その表面にニッケルおよ
び金から成るめっき金属層が順次被着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のリードピンのろう付け立設方法によると、カーボン
製のろう付け治具に格子状の配列に設けた多数の貫通孔
内に１本１本の棒状のリードピンを個々に挿入保持させ
る必要があるため、治具の貫通孔内に挿入保持されたリ
ードピンには治具の貫通孔内壁と擦れて不要なカーボン
が付着し、このリードピンの表面にニッケルや金のめっ
き金属層を被着させると付着したカーボンに起因してめ
っき金属層に膨れや剥がれが発生してしまい、その結
果、リードピンに酸化腐食が発生したり、リードピンを
外部電気回路基板の配線導体に強固に接続することがで
きなくなってしまったりするという欠点を有していた。

【０００６】また、この従来の方法により絶縁基体にろ
う付け立設されたリードピンは、各々が互いに電気的に
独立しているため、各リードピンに一般に無電解めっき
によるめっき金属層よりも耐食性や半田濡れ性に優れる
電解めっきによるめっき金属層を被着させる場合には、
例えば、各メタライズ配線導体から絶縁基体の側面にめ
っき導通用の分岐パターンを導出させるとともに絶縁基
体の側面にこのめっき導通用の分岐パターンを電気的に
共通に接続する共通接続パターンを被着させ、この共通
接続パターンからメッキ導通用の分岐パターン・メタラ
イズ配線導体・メタライズパッドを介して全てのリード
ピンに電解めっきのための電荷を供給することによって
電解めっきによるめっき金属層を被着させ、しかる後、
絶縁基体の側面から共通接続パターンを除去して各リー
ドピンを電気的に独立させるという方法を採る必要があ
る。

【０００７】ところが、この場合には絶縁基体中に各メ
タライズ配線導体から絶縁基体の側面に導出するめっき
導通用の分岐パターンが残るため、パッケージ内に半導
体素子を収容した後メタライズ配線導体に高速の信号の
入出力を行なうと、メタライズ配線導体を伝播する信号
の一部がめっき導通用の分岐パターンにより反射して信
号にリンギングノイズと呼ばれるノイズを発生させてし
まい、そのため内部に収容する半導体素子を高速かつ正
確に作動させることができなくなってしまうことがあっ
た。

【０００８】そこで、平板状の金属フレームに多数の棒
状のリードピンをスポット溶接により一本ずつ接合する
ことによって金属フレーム上にリードピンを格子状の配
列に立設保持させて成る連結リードピンが提案されてい
る。

【０００９】この連結リードピンによれば、各リードピ
ンは金属フレーム上に格子状の配列に立設保持されてい
ることから、各リードピンをカーボン製のろう付け治具
に保持させる必要がなく、金属フレーム上に立設保持さ
れたリードピンの頭頂部に銀ろうを付着させておくとと
もに、この上に絶縁基体を絶縁基体の下面に設けたメタ
ライズパッドとリードピン頭頂部が当接するようにして
載置し、これらを加熱してろう材を溶融させることによ
って絶縁基体の下面にリードピンをろう付け立設するこ
とができ、リードピンに不要なカーボンが付着すること
はない。

【００１０】また、この連結リードピンによれば、各リ
ードピンは金属フレームにスポット溶接により接合され
ていることから全てのリードピンが金属フレームで電気
的に共通に接続されているので、各リードピンを絶縁基
体にろう付け立設した後に各リードピンに電解めっきに
よりめっき金属層を被着させる場合には、金属フレーム
を介して各リードピンに電解めっきのための電荷を供給
することによって各リードピンに電解めっきによるめっ
き金属層を被着させることができ、そのようにしてリー
ドピンに電解めっきによるめっき金属層を被着させた後
で金属フレームを各リードピンから切断除去して、各リ
ードピンを電気的に独立させている。

【００１１】この場合には、絶縁基体の内部に各メタラ
イズ配線導体から絶縁基体の側面に導出するメッキ導通
用の分岐パターンを設ける必要がないため、パッケージ
内に半導体素子を収容後にメタライズ配線導体に高速の
信号を入出力しても分岐パターンによるリンギングノイ
ズが発生することはなく、内部に収容する半導体素子を
高速かつ正確に作動させることができる。

【００１２】しかしながら、この従来の連結リードピン
は、平板状の金属フレームと棒状のリードピンとを別々
に準備するとともに金属フレームに多数の棒状のリード
ピンを一本ずつスポット溶接により格子状の配列に接合
しなければならないことから、その製造が極めて煩雑で
あった。また、リードピンの立設忘れが発生したり、溶
接されたリードピンが衝撃や外力の印加によって外れて
しまったりすることがあり、このような場合には、これ
を半導体素子収納用パッケージの絶縁基体にろう付けす
ると絶縁基体にろう付け立設されるべきリードピンの一
部が欠落してしまうという欠点を有していた。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みて案出されたもの
であり、その目的は、製造が極めて簡便で、リードピン
の立設忘れの発生やリードピンが衝撃や外力の印加によ
って金属フレームから外れてしまうようなこともない、
ピングリッドアレイ型半導体素子収納用パッケージのリ
ードピンに好適な連結リードピンを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の連結リードピン
は、頭頂部を半導体素子収納用パッケージの絶縁基体に
ろう付けされる多数のリードピンが平板状の金属フレー
ムに打ち抜き加工により格子状に立設されていることを
特徴とするものである。

【００１５】本発明の連結リードピンによれば、格子状
に配列されたリードピンは一枚の金属板から成る平板状
の金属フレームを打ち抜き加工することにより一体に形
成されて金属フレームに立設されることから、金属フレ
ームとリードピンとを別々に準備する必要がないととも
に一度に全てのリードピンを所望の格子状に立設させる
ことができ、その製造が極めて簡便である。

【００１６】また本発明の連結リードピンによれば、格
子状に配列されたリードピンは一枚の金属板から成る平
板状の金属フレームを打ち抜き加工することにより一体
に形成されることから、打ち抜き金型によって全てのリ
ードピンを一度に立設することができるため、リードピ
ンの立設忘れが発生することはない。さらに、金属フレ
ームとリードピンとは一体に形成されているため、リー
ドピンが衝撃や外力の印加によって金属フレームから外
れてしまうようなこともない。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の連結リードピンを
添付の図面を基に詳細に説明する。図１は、本発明の連
結リードピンの実施の形態の一例を示す斜視図である。
同図中、１は金属フレーム、２はリードピンであり、主
にこれらで連結リードピン３が構成される。

【００１８】連結リードピン３は、厚みが0.1 〜0.8 ｍ
ｍ程度の鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合
金、銅合金等の金属から成る１枚の金属板を従来周知の
打ち抜き金型を用いて打ち抜き加工することによって製
作されており、それにより、平板状の金属フレーム１に
多数のリードピン２が格子状の配列に一体に形成されて
立設保持されている。

【００１９】連結リードピン３は、金属フレーム１に多
数のリードピン２が格子状の配列に立設保持されている
ことから、リードピン２を半導体素子収納用パッケージ
の絶縁基体の下面にろう付けする際に、個々のリードピ
ンを用いる場合のようにリードピン２を格子状の配列に
保持するためのカーボン製のろう付け治具を使用する必
要はなく、従ってリードピン２を半導体素子収納用パッ
ケージの絶縁基体にろう付けする際にリードピン２に不
要なカーボンが付着することはない。

【００２０】また、連結リードピン３は各リードピン２
が金属フレーム１により電気的に共通に接続されている
ことから、各リードピン２を半導体素子収納用パッケー
ジの絶縁基体にろう付けした後、各リードピン２に電解
めっきによるめっき金属層を被着させる場合には、金属
フレーム１を介して電解めっきのための電荷を供給する
ことにより各リードピン２に電解めっきによるめっき金
属層を被着させることができ、このため半導体素子収納
用パッケージの絶縁基体の内部に各メタライズ配線導体
から絶縁基体側面に導出するめっき導通用の分岐パター
ンを設ける必要もない。

【００２１】連結リードピン３の金属フレーム１は、こ
の金属フレーム１と一体に形成された多数のリードピン
２を格子状の配列に立設保持する作用をなし、連結リー
ドピン３となる１枚の金属板を打ち抜き加工する際にそ
の金属板のリードピン２となる部分以外を打ち抜かずに
残しておくことによって形成される。

【００２２】また金属フレーム１に立設されたリードピ
ン２は、半導体素子収納用パッケージの絶縁基体にろう
付けされた後に金属フレーム１から切り離されることに
よりピングリッドアレイ型半導体素子収納用パッケージ
のリードピンとなるものであり、連結リードピン３とな
る金属板の所定部位を金型により打ち抜くと同時に金属
フレーム１から略垂直に起立するように折り曲げ加工す
ることによって金属フレーム１に格子状の配列に立設す
るようにして形成される。

【００２３】連結リードピン３は、金属フレーム１と各
リードピン２とが１枚の金属板を打ち抜き加工すること
によって一体に形成されることから、金属フレーム１と
リードピン２とを別々に準備する必要がなく、また全て
のリードピン２を金属フレーム１に一度に立設させるこ
とができるため、その製造が極めて簡便である。

【００２４】また、連結リードピン３は、リードピン２
が打ち抜き金型により金属板を打ち抜き加工することに
よって形成されることから、金型に対応して全てのリー
ドピン２が同時に立設されるので、リードピン２の立設
忘れが発生するようなことはない。さらに、各リードピ
ン２が金属フレーム１と一体に形成されていることから
衝撃や外力の印加によりリードピン２が金属フレーム１
から外れるようなこともない。

【００２５】さらに、金属フレーム１の外周辺の各角部
には、外周辺から垂直にリードピン２と同じ高さに延出
し、そこから半導体素子収納用パッケージの絶縁基体の
大きさに応じて水平方向外側に延出し、さらにそこから
絶縁基体の高さに応じて垂直に上方に延出するクランク
形状の支持部４が金属フレーム１と一体に形成されてい
る。

【００２６】支持部４は、リードピン２を半導体素子収
納用パッケージの絶縁基体にろう付けする際に連結リー
ドピン３上の所定位置に半導体素子収納用パッケージの
絶縁基体を支持する作用をなし、各支持部４で囲まれる
領域が半導体素子収納用パッケージの絶縁基体の大きさ
より若干大きなものとなっており、この領域内に半導体
素子収納用パッケージの絶縁基体が載置されることによ
って半導体素子収納用パッケージの絶縁基体が各リード
ピン２に対して所定の位置関係に位置決めされる。

【００２７】連結リードピン３は、金属フレーム１に支
持部４が一体に形成されている場合には、各支持部４で
囲まれる領域内に半導体素子収納用パッケージの絶縁基
体を載置させることにより、連結リードピン３上に半導
体素子収納用パッケージの絶縁基体を容易かつ正確に位
置決め支持することができ、各リードピン２を半導体素
子収納用パッケージに対し容易かつ正確に位置決めして
ろう付け立設することができる。

【００２８】なお、金属フレーム１に形成された支持部
４は、連結リードピン３となる金属板を打ち抜き加工し
て金属フレーム１およびリード端子２を形成する際に、
これと同時に金属板の一部に適当な打ち抜き折り曲げ加
工を施すことにより、金属フレーム１の外周辺角部に所
定形状に形成される。

【００２９】次に、本発明の連結リードピン３を用いて
半導体素子収納用パッケージの絶縁基体の下面にリード
ピン２をろう付け立設する方法について説明する。

【００３０】図２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の
連結リードピン３を半導体素子収納用パッケージの絶縁
基体にろう付けする方法を示す工程毎の断面図である。

【００３１】まず、図２（ａ）に示すように各リードピ
ン２の頭頂部に銀ろう等のろう材５が付着された連結リ
ードピン３および下面にメタライズパッド12がリードピ
ン２の配列に対応した格子状の配列に被着された半導体
素子収納用パッケージの絶縁基体11を準備する。

【００３２】連結リードピン３のリードピン２の頭頂部
にろう材５を付着させるには、リードピン２の頭頂部を
溶融したろう材中に浸漬してろう材５を付着させる方法
やリードピン２の頭頂部にめっきによりろう材５を付着
させる方法、あるいはろう材ペーストをリードピン２の
頭頂部に塗布してろう材５を付着させる方法等が採用さ
れ得る。

【００３３】次に、図２（ｂ）に示すように連結リード
ピン３上の各支持部４で囲まれた領域内に絶縁基体11を
載置して各リードピン２とこれに対応するメタライズパ
ッド12とを当接するとともにこれらを還元雰囲気中約80
0 〜900 ℃の温度に加熱し、各リードピン２とこれに対
応するメタライズパッド12とをろう材５を介してろう付
けする。このとき、絶縁基体11とリードピン２とは支持
部４により所定の位置関係に正確に位置決めされ、絶縁
基体11のメタライズパッド12とこれに対応するリードピ
ン２の頭頂部とが正確にろう付けされる。

【００３４】最後に、各リードピン２に金属フレーム１
を介して電解めっきのための電荷を供給することによっ
てニッケルおよび金からなるめっき金属層（図示せず）
を順次被着させた後、図２（ｃ）に示すように、リード
ピン２を金属フレーム１から切り離して各リードピン２
を電気的に独立させることによって、各リードピン２が
絶縁基体11下面に格子状の配列にろう付け立設されるこ
ととなる。

【００３５】なお、本発明は上述の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
であれば種々の変更は可能である。例えば、連結リード
ピン３となる金属板は、連結リードピン３の主要部の平
面図である図３や図４に示すような形状に打ち抜かれて
もよい。図３に示す連結リードピン３の場合であれば、
図１に示す連結リードピン３の場合よりリードピン２を
長いものとすることができる。また、図４に示す連結リ
ードフレーム３の場合であれば、各リードピン２を半導
体素子収納用パッケージの絶縁基体にろう付け後に金属
フレーム１から切り離すと、各リードピン２が絶縁基体
の中心に対して放射線方向に変形し易い配置となり、リ
ードピン２を外部電気回路基板配線導体に接続した後に
絶縁基体の熱膨張係数と外部電気回路基板の熱膨張係数
の相違に起因して両者間に熱応力が発生したとしてもそ
の応力をリードピン２が適宜変形することによって良好
に吸収することができ、絶縁基体を外部電気回路基板に
安定して接続することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の連結リードピンによれば、格子
状に配列されたリードピンは平板状の金属フレームに打
ち抜き加工により一体に形成されて金属フレームに立設
されていることから、金属フレームとリードピンとを別
々に準備する必要がなく、また一度に全てのリードピン
を所望の格子状に立設させることができるので、その製
造が極めて簡便である。

【００３７】また本発明の連結リードピンによれば、格
子状に配列されたリードピンは平板状の金属フレームに
打ち抜き加工により一体に形成され、打ち抜き金型によ
って全てのリードピンを一度に立設することができるた
め、リードピンの立設忘れが発生することはなく、さら
に、リードピンは金属フレームと一体に形成されている
ため衝撃や外力の印加によって金属フレームから外れて
しまうようなこともなく、従って、ピングリッドアレイ
型半導体素子収納用パッケージにリードピンの欠落が発
生することもない。

【００３８】以上により、本発明によれば、製造が極め
て簡便で、リードピンの立設忘れの発生やリードピンが
衝撃や外力の印加によって金属フレームから外れてしま
うようなこともない、ピングリッドアレイ型半導体素子
収納用パッケージのリードピンに好適な連結リードピン
を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連結リードピンの実施の形態の一例を
示す斜視図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の連結リー
ドピンを半導体素子収納用パッケージの絶縁基体にろう
付けする方法を示す工程毎の断面図である。

【図３】本発明の連結リードピンの実施の形態の他の例
の主要部を示す平面図である。

【図４】本発明の連結リードピンの実施の形態のさらに
他の例の主要部を示す平面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・金属フレーム ２・・・・・・リードピン ３・・・・・・連結リードピン 10・・・・・・半導体素子収納用パッケージの絶縁基体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 頭頂部を半導体素子収納用パッケージの
   絶縁基体にろう付けされる多数のリードピンが平板状の
   金属フレームに打ち抜き加工により格子状に立設されて
   いることを特徴とする連結リードピン。