JPH11163222A - 回路部品実装デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

回路部品実装デバイスおよびその製造方法

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JPH11163222A
JPH11163222A JP9321455A JP32145597A JPH11163222A JP H11163222 A JPH11163222 A JP H11163222A JP 9321455 A JP9321455 A JP 9321455A JP 32145597 A JP32145597 A JP 32145597A JP H11163222 A JPH11163222 A JP H11163222A
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JP
Japan
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circuit component
resin case
bonding wire
gel
frame
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JP9321455A
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English (en)
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Shunichi Ozawa
俊一 小澤
Hideki Ando
秀喜 安藤
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material 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
    • H01L2224/45138Material 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
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲルで封止した小型の回路部品実装デバイス
を製造することができる製造方法を提供すること。 【解決手段】 複数のリードがモールドされた樹脂ケー
スを用意する工程と、樹脂ケースに回路部品を搭載する
工程と、リードの樹脂ケースの内側に露出した部分と回
路部品とをボンディングワイヤで電気的に接続する工程
と、樹脂ケースの上面周縁部全周に亘って延在する枠体
を取り付ける工程と、枠体内に回路部品およびボンディ
ングワイヤが没するまでゲル形成樹脂を流し込んだ後、
ゲル形成樹脂をゲル化させる工程とを有するものであ
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、回路部品実装デバ
イスおよびその製造方法に関するものであり、特に、搭
載された回路部品をゲルで封止するタイプの実装デバイ
スおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】樹脂封止型の回路部品実装デバイスとし
て、たとえば、特開平8−186212号に開示された
樹脂封止型電子部品がある。これは、半導体チップ、リ
ード、ボンディングワイヤ等をすべてパッケージとなる
樹脂で一体にモールドするものである。
【0003】これに対して、リードがモールドされた樹
脂ケース内に半導体チップのような回路部品を搭載し、
リードとの間でワイヤボンディングを行った後、ヤング
率の低いゲル状の封止材で回路部品およびボンディング
ワイヤを封止した実装デバイスがある。図11はこの種
の従来型実装デバイスを示す断面図であり、封止用のゲ
ル1を樹脂ケース2内に貯める必要があるので、樹脂ケ
ース2の外周部3はリード4と回路部品5を接続してい
るボンディングワイヤ6の上端よりもさらに高い壁とな
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、各リード4
の樹脂ケース2の内側に露出した部分と回路部品5と
は、回路部品5が樹脂ケース2に搭載された後にボンデ
ィングワイヤ4によって電気的に接続される。そのた
め、樹脂ケース2の内側にはワイヤボンディング装置の
ヘッド部が入り込み有効に移動するためのスペースが必
要である。特に、直径が150μm〜500μm程度の
太いアルミニューム製ワイヤが用いられる大電流用ボン
ディングワイヤの場合には、信号線用の直径が25μm
〜32μm程度の金のボンディングワイヤと比較してワ
イヤボンディング装置のヘッド部が大きく、しかも、ボ
ンディングワイヤの切り離し工程において左右方向に移
動する必要がある。そのため、図11に示すように、樹
脂ケース2の内側周辺部には幅W(Wは10mm程度)
のデッドスペースを設ける必要があり、樹脂ケース2自
体が不必要に大きくなってしまうという問題があった。
また、このデッドスペースの存在は、ボンディングワイ
ヤを封止するためのゲルを多量に必要とし、高コストの
原因となっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の回路部品実装デ
バイスの製造方法は、このような問題を解決するために
なされたものであり、複数のリードがモールドされた樹
脂ケースを用意する工程と、樹脂ケースに回路部品を搭
載する工程と、リードの樹脂ケースの内側に露出した部
分と回路部品とをボンディングワイヤで電気的に接続す
る工程と、樹脂ケースの上面周縁部全周に亘って延在す
る枠体を取り付ける工程と、枠体内に回路部品およびボ
ンディングワイヤが没するまでゲル形成樹脂を流し込ん
だ後、ゲル形成樹脂をゲル化させる工程とを有するもの
である。
【0006】この製造方法によれば、ゲル形成樹脂をせ
き止めるための枠体をボンディングワイヤ工程後に取り
付けるので、枠体の大きさはボンディングワイヤ工程の
際のボンディングワイヤ装置のヘッド部の移動スペース
を考慮する必要がない。そのため、樹脂ケースおよび枠
体の大きさは、回路部品やボンディングワイヤ、ゲル形
成樹脂等の配置スペースだけ確保できる程度に大きけれ
ば十分となる。すなわち、本発明の製造方法により製造
された実装デバイスは、従来の製造方法により製造され
たものと比較すると大幅に小型化される。
【0007】また、本発明の回路部品実装デバイスは、
複数のリードがモールドされた樹脂ケースと、樹脂ケー
スに搭載された回路部品と、リードの樹脂ケースの内側
に露出した部分と回路部品とを電気的に接続するボンデ
ィングワイヤと、樹脂ケースの上面周縁部全周に亘って
延在固定された枠体と、枠体の内側に充填され回路部品
およびボンディングワイヤを封止するゲルとを備えたも
のである。
【0008】この回路部品実装デバイスによれば、ゲル
を貯める枠体が樹脂ケースと別体なので、小型の実装デ
バイスを容易に製造することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1〜図10は、本発明の一実施
形態であるABS電源回路用の回路部品実装デバイスの
製造方法を示す工程図であり、各図における分図(A)
はそれぞれ平面図であり、分図(B)はその横断面図で
ある。
【0010】まず、金属板をプレスで打ち抜きして図1
に示すような形状のリードフレーム10を形成する。な
お、回路部品実装デバイスのうち、たとえば、電源回路
実装デバイスでは、配線中を大電流(1A〜40Aもし
くはそれ以上の電流)が流れるため、リードフレームに
は黄銅または銅等の金属で作られた厚さ0.3mm〜数
mmの板が用いられ、これをバスバーと呼んでいるが、
ここでは、このバスバーを含む概念としてリードフレー
ムという用語を用いている。
【0011】さて、図1(A)に示すように、広い面積
を有する中央のリード連結部11から左右に多数のリー
ド12が延びており、左右の各リード12は同図(B)
に示すように、断面が略コ字状に屈曲している。また、
各リードの中間部も、互いに隣接するリード同士が連結
部14で繋がれている。これらの連結部11、14は後
述するモールド工程後に除去されるものであり、図2
(A)にそのとき除去されるべき連結部をハッチングを
施して示した。
【0012】つぎに、図3に示すように、このリードフ
レーム10を射出成形技術により樹脂ケース15にモー
ルドする。この射出成形工程(モールド工程)では、リ
ードフレーム10の各リード12にかなり強い曲げ応力
が加わるが、各リードは中央連結部11および中間連結
部14によってリード間隔が保持されるように一体につ
ながっているので、リード同士が接触することがない。
樹脂ケース15は図3(B)に示すように、底の無い枠
形状を有している。なお、図3(A)では、リード12
の中間連結部14、すなわち、樹脂ケース15の外に露
出した連結部をこの射出成形工程後に除去した状態が描
かれている。
【0013】つぎに、図4に示すように、不要となった
中央連結部11(図3(A)におけるハッチング部)を
打ち抜き処理により除去する。このとき、中央連結部1
1の一部を残し、複数のリードに連結する同電位の電源
線16とする。この電源線16には、左側リード群のな
かで飛び飛びに配置された所定のリード13(以下、こ
のリードを特に電源リードと呼ぶ)が連結されている。
【0014】つぎに、プレス曲げ加工処理により、図5
に示すように、電源線16を樹脂ケース15の下側開口
部へ向けて曲げる。その後、図6に示すような回路部品
が搭載された基板20を図7に示すように樹脂ケース1
5の底に接着剤を用いて組み付ける。
【0015】図6に示す基板20は、比較的熱伝導性の
良い材料からなるヒートシンクであり、その上には、複
数のセラミック系基板21が搭載されている。各セラミ
ック系基板21の上にはそれぞれ複数の半導体チップ2
2がダイボンディングされている。各半導体チップ22
には、ABSの油圧回路に用いられるソレノイドを駆動
するための電源回路等が集積されている。
【0016】つぎに、図8に示すように、リード12と
半導体チップ22とをボンディングワイヤ23により電
気的に接続する。さらに詳細には、半導体チップ22上
に設けられた図示省略したパッド、あるいは、半導体チ
ップ22と電気的に接続されたセラミック系基板21上
のパッド24とリード12とをボンディングワイヤ23
で電気的に接続する。
【0017】ここではボンディングワイヤ23としてア
ルミニューム製のワイヤが用いられている。アルミワイ
ヤは一般に直径が150μm〜500μmと金ワイヤに
比べて太く、大電流用のボンディングワイヤとして用い
られる。
【0018】アルミワイヤ用ボンディング装置のヘッド
部33は、アルミワイヤがその中を通って先端に供給さ
れるようになっている中空パイプ状のワイヤガイド30
と、アルミワイヤをボンディング先のパッド等に接合す
るためのツール31と、ボンディング処理が終了した後
にワイヤに切れ目を入れるカッタ32とを有する。
【0019】ワイヤボンディング工程の手順を簡単に説
明すると次の通りである。まず、ワイヤガイド30の先
端から僅かに露出したボンディングワイヤを半導体チッ
プ22上またはセラミック系基板21上のパッド24に
当て、ツール31でワイヤとパッドとの接触部に超音波
振動を与える。これによりボンディングワイヤをパッド
に接合する。
【0020】つぎに、ワイヤガイド30からワイヤを送
り出しながら接続先のリード12までワイヤガイド30
の先端を移動させ、そのリード12にボンディングワイ
ヤを当てる。この状態でツール31を用いて先ほどと同
様にボンディングワイヤとリードとを超音波接合させ
る。
【0021】その後、この接合部よりもワイヤガイド3
0側にあるボンディングワイヤに対してカッタ21を押
し当て、ボンディングワイヤをハーフカットする。すな
わち、ボンディングワイヤに切れ目を入れる。この状態
でヘッド部33全体を略水平方向に樹脂ケース15の外
側に向かって移動させ、ボンディングワイヤを切れ目か
ら引きちぎる。樹脂ケース15は、図11に示す従来の
樹脂ケースとは異なり、ゲル形成樹脂を貯めるための壁
を有しないので、ボンディングワイヤを引きちぎるため
のスペースは解放されており、ワイヤボンディング処理
が容易である。なお、ハーフカット処理の際には、カッ
タ21がボンディングワイヤに強く押し当てられるの
で、半導体チップ22上またはセラミック系基板21の
パッド24上でこれを行うと、半導体チップ22または
セラミック系基板21に損傷を与える可能性がある。そ
のため、この処理はリード側で行う必要がある。
【0022】これで、一つのワイヤボンディング処理が
完了したことになる。これを、所望のすべてのリード−
パッド間に対して行えば、ワイヤボンディング工程は終
了する。なお、電源リード13に接続された電源線16
が図5に示すように下方に屈曲しているので、電源リー
ド13以外の各リード12と半導体チップ22またはセ
ラミック系基板21上の各パッドとの間のワイヤボンデ
ィング処理が、電源線16の存在により邪魔されること
がない。もちろん、電源リード13と各パッドとの間の
ワイヤボンディングも従来通り容易に行うことができ
る。
【0023】つぎに、図9に示すように、樹脂ケース1
5の上に枠体35を接着剤により固着し、その後、図1
0に示すようにゾル状のシリコーンゴム36をボンディ
ングワイヤ23が完全に没するまで流し込む。そして、
最後に加熱処理を施してシリコーンゴム36を硬化させ
てゲル状にし、この回路部品実装デバイスが完成する。
【0024】シリコーンゴム36は半導体チップを外界
から遮断して水等が侵入しないようにするための封止材
である。封止材としてこのようなヤング率の低いゲルを
用いるのは、環境温度変化による封止材の膨張・収縮が
半導体チップ22やボンディングワイヤ23に強い応力
を与えないようにするためである。
【0025】なお、ゲルであることがつぎのような場合
にはかえって不都合となる。すなわち、本実施形態の実
装デバイスのように車輌等に搭載されるものである場合
には、車輌等から比較的強い振動を受けることがある。
このような振動がゲル36を揺り動かしボンディングワ
イヤ23にストレスをかけるのである。しかし、本実施
形態の実装デバイスでは、樹脂ケース15の内側にせり
出している電源線16がゲル36の揺れを抑制し、振動
に伴うボンディングワイヤ23へのストレスを低減す
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の回路部品
実装デバイスの製造方法によれば、ゲル形成樹脂をせき
止めるための枠体をボンディングワイヤ工程後に取り付
けるので、枠体の大きさはボンディングワイヤ工程での
ボンディングワイヤ装置ヘッド部の移動スペースを考慮
する必要がない。そのため、樹脂ケースおよび枠体の大
きさは、回路部品やボンディングワイヤ、ゲル形成樹脂
等の配置スペースだけ確保できる程度に大きければ十分
となる。すなわち、本発明の製造方法により製造された
実装デバイスは、従来の製造方法により製造されたもの
と比較すると大幅に小型化される。実装デバイスが小型
化されると、封止のためのゲルも少量で十分となりコス
ト低減を図ることができる。
【0027】また、本発明の回路部品実装デバイスによ
れば、ゲルを貯める枠体が樹脂ケースと別体なので、小
型の実装デバイスを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図2】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図3】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図4】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図5】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図6】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図7】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図8】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図9】本発明の一実施形態である回路部品実装デバイ
スの製造方法の一工程を示す図。
【図10】本発明の一実施形態である回路部品実装デバ
イスの製造方法の一工程を示す図。
【図11】従来の回路部品実装デバイスの構造を示す断
面図。
【符号の説明】
10…リードフレーム、11…中央連結部、12…リー
ド、13…電源リード、15…樹脂ケース、16…電源
線、22…回路部品、23…ボンディングワイヤ、35
…枠体、36…シリコーンゴム。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のリードがモールドされた樹脂ケー
    スを用意する工程と、 前記樹脂ケースに回路部品を搭載する工程と、 前記リードの前記樹脂ケースの内側に露出した部分と前
    記回路部品とをボンディングワイヤで電気的に接続する
    工程と、 前記樹脂ケースの上面周縁部全周に亘って延在する枠体
    を取り付ける工程と、 前記枠体内に前記回路部品および前記ボンディングワイ
    ヤが没するまでゲル形成樹脂を流し込んだ後、前記ゲル
    形成樹脂をゲル化させる工程と、を有する回路部品実装
    デバイスの製造方法。
  2. 【請求項2】 複数のリードがモールドされた樹脂ケー
    スと、 前記樹脂ケースに搭載された回路部品と、 前記リードの前記樹脂ケースの内側に露出した部分と前
    記回路部品とを電気的に接続するボンディングワイヤ
    と、 前記樹脂ケースの上面周縁部全周に亘って延在固定され
    た枠体と、 前記枠体の内側に充填され前記回路部品および前記ボン
    ディングワイヤを封止するゲルとを備えたことを特徴と
    する回路部品実装デバイス。
JP9321455A 1997-11-21 1997-11-21 回路部品実装デバイスおよびその製造方法 Pending JPH11163222A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008029195A (ja) * 2007-08-06 2008-02-07 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車両用パワーディストリビュータ及びその製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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