JPS59197157A - 電子装置の製法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、実装寸法の小さな電子時計などの電子装置に
関するものである。

一般に、電子式腕時計のごとき電子装置においては、半
導体素子と、コンデンサ、電池等の電子部品を組み込ん
だ（・わゆるモジュールの占有スペースを如何に小さく
するかが一つの課題となっている。又一方、かかる電子
装置又はモジー−ルの組立作業を如何に簡素化するか、
又それらを組立てるための部品点数を如何に少なくする
かと℃・うことも一つの課題とされている。

近年、上記課題を解決するために多数の能動素子および
受動素子を内蔵し、それらを内部にて相互接続してなる
半導体集積回路（以下、ＩＣと略記する）等を有効に活
用することが試みられているが、それでもなおかつ上記
課題が提起され、その解決に種々の努力が積み重ねられ
ている。

例えば、％願昭５１−６２１５８（特開昭５１−］、　
４５３７０　）におけるＩＣを用いた電子時計では、Ｉ
Ｃを樹脂によって封止し、その樹脂封止体にＩＣの外付
は電子部品（水晶振動子、トＩＪマコンデンサ、電池１
表示装置など）を収納する部分を設け、その部分に電子
部品を収納してなり、それらの電子部品と前記ＩＣとを
１枚のリードフレームによって電気接続し、コンパクト
なモジー−ルとしている。

しかしながら、この種の電子時計用モジュールにおいて
は、前記した電子部品の各々が大きな形状を有している
ものであるため、これらを収納ずろための面積が大きく
たり、結果として前記樹脂封止体が大きな形状のものと
なる。そのため、ＩＣの樹脂封止の際や樹脂封止後にお
いて、電子部品を収納する部分の樹脂とリードフレーム
との熱膨張係数差や樹脂硬化時の熱歪によって生じた応
力が直接ＩＣに伝達され、ＩＣの特性や信頼性を低下さ
せると（・う欠点がある。

また、この種の電子時計用モジュールにおいては、ＩＣ
を封止するための樹脂として耐湿性、耐衝撃性、化学的
安定性などにすぐれた高信頼度のものを使用する必要が
あるが、この種の特性を満足する樹脂は成形性や離型性
に劣るため、複雑形状をした電子部品を収納するための
複雑形状のモールド微細加工ができず、量産に向いた成
形性が得られない欠点がある。一方、電子部品の収納す
るための複雑形状のモールドを考慮し、成形性。

離型性にすぐれた樹脂を封止体として使用した場合、こ
れらの特性を満足する樹脂は耐湿性や化学的安定性に劣
るものであるため、ＩＣの性能を低下させてしまう欠点
もある。したがって従来のこの種のモジー−ルでｋｉ前
記二つの相反する要求を満足した封止体を得ることは困
難であった。

そこで、本発明は、上述した従来の諸問題を解消するこ
とができるような高性能でかつ高信頼度の電子時計など
の電子装置を提供することを目的とするものである。

このような目的を達成するために本発明の一実施例は、
■ＩＣ、トランジスタ等の表面不安定な半導体素子の封
止体と、それの外付は電子部品（例えば水晶振動子、コ
ンデンサー類、電池、ＬＣＤ　、ＬＥＤなどの表示装置
）を収納するブロック体とを完全に分離し、ブロック体
の変形や歪などが前記封止体内の素子特性に干渉しな（
・ようにし、■封止体と離間して配設したブロック体を
リードフレームによって結合すると共に空間的位置をも
保つようにし、加えて後者のブロック体に収納される電
子部品と封止体内の素子との電気的接続をも計った電子
装置の製法とするものである。

したがって、本発明は、ＩＣ等の封止体とそれの外付は
電子部品を収納するブロック体とを完全に分離したこと
に特徴がある。そのため、■ブロック体の変形や歪など
が全く封止体内の素子に影響を与えず、素子特性の劣化
を防止しやすい。

■素子の封止用材料とブロック体の成形用材料とをそれ
ぞれの目的に適したものとすることができる。そのため
−素子の封止用材料としては、ブロック体に関係なく、
耐湿性がよく、劣化も少なく、Ｎａ、Ｃ−６などの好ま
しくない不純物が少なく、特にイオンとして動き易い不
純物が少な（・化学的安定性のよいもので、リード部分
との密着性のよい材料（樹脂、ガラス等）を使用するこ
とができる。一方、ブロック体の成形用材料としては、
前述した素子の封止体とは無関係に、成形性、離型性、
熱変形性、熱安定性、耐衝撃性にすぐれ、リードフレー
ムとの熱膨張係数差が小さく、微細加工のできる材料（
樹脂、セラミック等）を使用することができる。また、
前者の封止用材料とは異なり、コストの安い材料を選択
することができる。さらに、素子の封止用材料とブロッ
ク体の成形用材料とを別個なものとすることができるの
で、使用する材料を選択する自由度が犬となる。

素子の封止用材料としては、熱硬化性のものが一般的で
あり、ブロック体の成形用材料としては、熱硬化性のも
のに限定されず熱可塑性のものをも適用できる。

■素子の封止用材料には遮光性の黒色樹脂を使用し、ブ
ロック体の成形用材料としては外部電子部品の組み立て
が容易となり、がっ高℃・辺品価値を得ることができる
透明な樹脂を使用することができる。このように、相方
の識別を行なうことができる。

０１１２２体だけを切り離して封止されている半導体素
子のみで製品として販売できると共に、ブロック体だけ
を製品として販売できる。また、それらの（・ずれかに
不良が発生した際は、それらの境界部のリードを切断し
て他の良品どの交換が可能である。

■本発明は、占有スペースの小さなＩＣを主要回路素子
とし、ＩＣの外付は電子部品としては外形寸法の小さな
ものを使用して、それをブロック体に穿設した溝や貫通
孔などの収納部にすっぽりと収納するような構造とする
ことかできるため、極めてコンパクトなデバイスとなる
。

■この種のモジュールの製作にあたっては、封止体とブ
ロック体とを分離して℃・るため、種々の態様の製法を
採用することができる。そのため。

用途に応じて最も適した成形加工の方法または装置を選
択することができる。

たとえは、下記するような製法を採用することができる
。

（ｆ−，１）　＋７−ドフレームにＩＣ等の半導体素子
を取り付け、これを封止したのち、ブロック体を形成す
る。半導体素子は表面不安定なため、ブロック体の成形
加工に先立ち封止を行なうことが望ましい。一方、前記
方法とは異なり、ブロック体をリードフレームを埋設す
る状態で形成したのち、そのリードフレームにＩＣ等の
半導体素子を取り付け、これを封止する方法を採用する
こともできる。

この方法では、成形加工用金型が素子の封止用とブロッ
ク体の成形用との２つの型を必要とする。

しかし、この方法では素子の制止体とブロック体との間
におけるリードフレームに成形加工時の樹脂流れなどを
防ぐためのダムを設けておく必要ハない。これは、あら
かじめ成形加工さゎた封止体（あるいはブロック体）が
、次に行なうブロック体（あるいは封止体）の成形加工
時における金型から流出する樹脂流れなどのストッパと
しての役割を有するからである。したがってこの方法に
よればリードフレームのダム切断作菜を行なう必％かな
いことと、単純な形状のリードフレームを使用しつる利
益がある。

（ｆ−２）上述した（　ｆ−１）法によると、リードフ
レームにダムがないため、ＩＣ等の素子の封止の際でき
る樹脂はりなどの不要な部分を取り除く必要があり、こ
の際リードフレームが変形するおそれがある。そのため
、これを防止するためにリードフレーム・にダムを設は
ておき、（ｆ−１）法に準じて素子の封止体とブロック
体を形成する。

（ｆ−３）リードフレームにダムを設けておき、しかも
素子の封止体とブロック体とを同時に１つの成形加工用
金型を使用して形成する。これは、素子の封止用樹脂の
加圧注入口とブロック化の成形用樹脂の加圧注入口とを
別個に設けておくことにより行４「うことができ、素子
の封止体とブにツク体とをそれらに適した樹脂を用℃・
て形成する場合に、特に有益である。本方法は、１つの
金型を使用して素子の封止どブロック体の成形を同時に
行なうものであるため、汎用性があり、生産性に豊むも
のである。

以上、詳述したように本発明は電子時計などの電子装置
は、モジー−ルの占有スペースが可及的に小さく、それ
の製作は簡易でかつ生産性に豊み、しかも高信頼性で高
性能なデバイスに適用できる。

以下、図面を参照して本発明の一実施態様であるＩＣを
用いた電子式腕時計の製法を具体的に述べるが、まず、
本発明の特徴であるＩＣの封止体とＩＣの外付は電子部
品を収納するブロック体が完全に離間されており、それ
らが１枚のリードフレームによって結合されたパッケー
ジについて説明する。

第１図は、本発明によるパンケージを示す斜視図である
。図示するように、本発明にかかるパッケージ１ば、Ｉ
Ｃ（図示せず）を封止している封止体２と外部電子部品
を収納するブロック体３とが１枚のリードフレーム４に
よって結合されて−体化されているが、相互に離間して
配置されているものである。それらは、共に樹脂材料を
用いて成形されて〜・る。なお、４ａ〜４ｄは−リード
フレーム４における露出せる各リードを示すものである
。樹脂からなるブロック体３表面には電子部品を収納す
る溝や貫通孔が設けられている。５は電池を収納する貫
通孔、６は水晶振動子を収納する溝、７は温度補償用コ
ンデンサを収納する溝、８はトリマコンデンサを収納す
る溝、９はチップコンデンサを収納する溝である。また
、１０〜１１は水晶振動子の外部端子とリードフレーム
４とを電気接続するための溝で、溝の底部にはリードフ
レームの一部が露出して設けられている。１２〜１３ば
トリマコンデンサの内外部端子とリードフレームとを電
気接続するための溝である。１４は表示装置の取り付は
板をパッケージ１に装着するためのネジ止め用貫通孔で
４個穿設しである。１５はランプを収納する溝、１６〜
１７はランプの外部端子とリードフレームとを電気接続
するための溝である。なお、表示装置はＬＣＤが用いら
れ、ＩＣの樹脂からなる封止体２上にゼブラコネクタを
介して取り付けられ、樹脂からなるブロック体３のガイ
ド溝１８に契合するようになって℃・る。

つぎに、この種のパッケージ１の’ＩＡ　遣方法の１例
を工程順に述べる。

（１）スターティングマテリアルとして第２図に示すよ
うなリードフレーム４を用窓する。このり一ドフレーム
４は、厚さｏ、１５ｍｍ程度のコバール板等からなり、
ＩＣの各外部リードや外付は電子部品の配線リードが形
成されている。

４ａはＩＣチップ表面のパッド電極に電気接続される外
部リード、４ｂと４０は電池の■極と○極に接続される
配線リード、４　ｄ　＋　４　ｅと４ｆはスイッチ用配
線リード、４ｇはＩＣチップがダイボンディングされる
タブ、４ｈと４ｊ、４にと４石。

４ｍと４ｎ、４ｐと４ｑ、４ｒと４ｓは、水晶振動子、
温度補償用コンデンサ、トリマコンデンサ、チップコン
デンサ、ランプがＩＣの外部リードと電気接続されるリ
ード端子である。そして、４ｔは樹脂モールド時の樹脂
流れを防止するためのダムである。

なお、図示しているリードフレーム４は図表示の簡便上
、一部を切欠したものである。

（２）リードフレーム４におけるタブ４ｇにＩＣチップ
１９をグイボンディングしたのち、ＩＣチップ１９にお
けるパッド電極とリードフレーム４におけるリード４ａ
とをＡｕ、Ａ、！３などの金属細線２０によって相互接
続する（第３図）。これはネイルヘッドボンディングな
どの周知技術により容易にワイヤボンディングできる。

（３）ＩＣチップ１９をトラン２フアモールド法等によ
り樹脂封止を行なう・第４図）。使用する樹脂材料とし
ては、耐湿性、化学的安定性等にすぐれたエポキシ系樹
脂などを使用して行なう。

この場合、封止体２０周りに樹脂ばりダが形成されろた
め、これをダム切断と共に取り除く（第５図）。

（４）　Ｉ　Ｃの外付は電子部品を収納するブロック体
３を射出成形法及びトランスファモールド法などにより
形成する（第６図）。使用する樹脂とじては、成形性、
離型性、熱変形性等にすぐれた樹脂を使用して行なう。

このブロック体３には電子部品を収納する溝や貫通孔が
設けられる。５は電池を収納する貫通孔である。また、
６　、７　、８　、９゜１５は水晶振動子、温度補償用
コンデンサ、トリマコンデンサ、チップコンデンサ、ラ
ンプを収納する溝であり、１０と１１−１２と１３．１
６と１７は上記電子部品を電気接続するための溝で。

その底部にはり−ド４ｂ〜４Ｓが露出して（・る。

（５）リードフレーム４の外枠を切断し、パッケージ１
を得る。パッケージ１の平面図を第７図に、裏面図を第
８図に示す。

つぎに、本発明にかかる電子腕時計の実装組み立てを説
明する。第９図（ａ）〜（ｂ）にその概略組立図を示す
ように、パッケージ１における樹脂からなるブロック体
３の各貫通孔および溝に水晶振動子２１、温度補償用コ
ンデンサ２２、トリマコンデンサ２３、チップコンデン
サ２４．ランプ２５、電池２６を収納し、それらの各端
子を表面が露出するリードに点溶接、ノ・ンダ、銀ペー
スト等で固着する。この組み立て工程の前あるいは後に
樹脂かＣ）なるブロック体３側壁に延びて℃・るリード
を折曲する。つ（・で、この諸室子部品を組み込んだパ
ッケージ１におけるＩＣの樹脂からなる封止体２上にゼ
ブラコネクタ２７を介在してＬＣＤ２８およびその取り
付は板２９を載置し、ネジ３０とネジ止め具３］とを用
いて、そ第１らを樹脂からなるブロック体３に取り付け
、モジー−ル３２を得る。第１０図は、第９図（ａｔ〜
（ｂｌに示すモジュール３２の矢視断面図である。

本発明にお（・ては−ＩＣの封止体２と水晶振動子２１
やコンデンサ２２〜２４それに電池２６などを収納して
いるブロック体３とを離間して配設しており、そのすき
まは、ＬＣＤ２８をＩＣにゼブラコネクタ２７を通して
電気接続するための個所として利用しているものである
。そしてこのすきまに露出せるリード（導体）４ａは、
封止体２とブロック体とにより両端を埋設し２て機械的
補強しているため、ＬＣＤ２８の取り付けの際、リード
４ａが押圧されてもたわんだり、位置ずれを起こすこと
がない。したがって、ブロック体３をＩＣの封止体２よ
り離間して配設することは、ブロック体３によるＩＣの
性能の劣化を防止したり、それらの成形加工面からの効
果の他に、この離間して配設したことによるすきまを前
記ゼブラコネクタ２７．ＬＣＤ２８などを取り付けるた
めの位置決めや収納部として利用し、またリード４ａの
機械的補強などにも利用し得、その効果レマ犬なるもの
である。

第１１図および第１２図は、本発明による電子装置にお
けるパッケージを示す概略斜視図である。

同図において、３３はＩＣの樹脂からなる封止体、３４
は樹脂からなるブロック体で外部電子部品を収納するた
めのものである。第１１図に示すものは、樹脂からなる
プロ、ツク体３４０所定個所に２つのＩＣおよびその樹
脂からなろ封止体３３を組み込んだものである。第１２
図に示すものは、３つのＩＣおよびその樹脂からなる封
止体３３と２つの樹脂からなるブロック体３４とが１枚
のリードフレームによって一体となっているパッケージ
である。

また、第１３図は、本発明による他の装置の概略斜視図
である。同図に示すものは、ＩＣを樹脂によって封止し
て℃・る封止体３５の周縁にリードフレームにおけるリ
ード導体３６が導出されており、その先端をブロック体
３７によって埋設してなる電子装置で、封止体３５とブ
ロック体３７との間のリード導体３６上にゼブラコネク
タなどの接続体を介在させてＬＣＤなどの電子部品を組
み込み際に適用できるものである。ブロック体３７は、
リード導体４ａを機械的に補強してリード導体３６のた
わみなどを防止していると共に、封止体３５と空間的位
置決めを行なって、外付は電子部品の収納部を形成して
いる。

上述したように本発明は１種々の態様の電子装置に適用
でき、コンパクトでかつ高信頼性の電子装置を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子腕時計におけるノ（ノケージ
を示す斜視図、第２図〜第８図は本発明にかかるパンケ
ージの製作工程を示す平面図あるいは裏面図、第９図（
ａ）〜（ｂ）は本発明にかかる電子腕時計（モジー−ル
）の組立を示す概略組立図、第１０図はモジー−ルの矢
視断面図、第１１図〜第１３図は本発明による他の例の
概略斜視図である。 １・・・パンケージ、２．３３．３５・・・ＩＣの樹脂
からなる封止体、３，３４．３７・・・樹脂からなるブ
ロック体、４・・・リードフレーム、４ａ〜４ｓ。 ３６・・・リードフレームにおけるリード（導体）。 ５〜１８・・・樹脂からなるブロック体３における溝あ
るいは貫通孔、１９・・・ＩＣチップ、２０・・・金属
細線、２１・・・水晶振動子、２２・・・温度補償用コ
ンデンサ、２３・・トリマコンデンサ、２４・・・チッ
プコンデンサ、２５・・・ランプ、２６・・・電池、２
７・・・ゼブラコネクタ、２８・・・ＬＣＤ、２９・・
・取り付は板、３０・・・ネジ、３１・・・ネジ止め具
、３２・・・モジュール。 第　　　Ｉ　　図 Ｊ 第　　２　　図 第　　３　　図 第　　４　　図 ぞ （ 第　　γ　　図 ／ 第　　８　　図 ／ ） 第　　υ　　図 （ａン 第　　９　　図 （ｂン 第１１図 カ 第１２図 第１３図 ど

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子部品および集積回路チップを載置すべきリード
   フレームを準備し、 （ａ）　　上記集積回路チップをレジンにより封止する
   工程と （ｂ）　　上記電子部品を収納すべきブロック体を上記
   レジンまたは異なるレジンにより形成する工程と （ｃ）　　上記ブロック体の所定部分に電子部品を載置
   する工程と （ｄ）　　上記リードフレームの不要部分を除去する工
   程 よりなる電子装置の製法。 ２、上記特許請求の範囲第１項に記載の電子装置の製法
   において、第１の樹脂形成体を第２の樹脂形成工程にお
   ける樹脂流出防止部材として作用させることを特徴とす
   る電子装置の製法。 ３、複数の封止部が形成されるべきリードフレームであ
   って、上記各封止部に対応する部分間には、ダムが形成
   されてなることを特徴とする電子装置用リードフレーム
   。