JPS60100462A - リードフレーム - 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１；τ子装
置に関するものである。

たとえば、特開昭５１−１０３６５号には、一体のリー
ドフレーム上にＩＣペレットとその他の電子部品を取付
けるようにした電子装置の組立技術が示されている。

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′４９子部品を組み
込んだいわゆるモジュールの専用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
子装置又はモジュ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
るかとい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、特願昭５ｌ−６２１５８（特開昭５ｌ−１４５
３７０）におけるＩＣを用いた電子時計では、ＩＣ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、トリマコンデンサ、電池９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
ードフレームによりて電気接続し、コンパクトなそジュ
ー〃とじている。

しかしながら、この種の電子時計用モジュー〃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、これらを収納するための面積が大きく
なり、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
させるという欠点がある。

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、耐衝成性、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ｄの特性を２１４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
めの複数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。

離型性に丁ぐれた樹脂な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゛て従来のこの菰のモジュールでは前
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１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，ｈ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、ＬＣ’Ｄ、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い
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　、ＣＬ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
純物が少ない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、耐衝阜性にすぐれ、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、コストの安い材料な選択す
ることかできる。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１よ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な使用し、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、かつ高い製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。

■ブロック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、それらのいずれかに不
良が発生した際は、それらの境界部のリードを切断して
他の良品と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
ことができるため、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いるため、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。

たとえば、下記するような製法を採用することができる
。

（ｆ−１）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封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はない。これは、あら
かじめ成形加工された封止体（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業を行なう必要がな
いことと、単純な形状のリードフレームを使用しうる利
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
ｉ＃脂ばつ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けて
おき、（ｆ−１）法に準じて素子の血止体とブロック体
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体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なうことができ、素子の
封止体とプロツク体とをそれらに適した樹脂を用いて形
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と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、生産性に企むもので
ある。

以上、詳述したように本発明にかかる電子時計などの電
子装置は、モジュ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である。

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
納するプロ守り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、不発１力にかかるパッ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は
、ＩＣ（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一体化されているが、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いる。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。樹脂からり、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げられている。５は電池を収納す
る貫通孔、６は水晶蘂豐子を収納する溝、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は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ｌ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
ンプを収納する師、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
なっている。

つぎに、この種のパッケージ１の製造方法の１例を工程
Ｊ＠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を用意する。このリードフレーム
４は、厚さ０．１５　ｍｎ　＆ｉ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Ｉｎ　
ＩＪ−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４．　ｃは電池のの極とｅ極に接続さ
れる配性リード、４ｄ、４ｅと４ｆはスイッチ用配線リ
ード、４ｇはＩＣチップがグイボンディングされるタブ
、４ｈと４ｊ、４にと４／＝、４ｍと４ｎ、４ｐと４ｑ
、４ｒと４５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１．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は樹脂そ−ルビ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４
ａとを人ｕ、ＡＬなどの金属細線２０によって相互両統
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。

（３１１Ｃチツプ１９をトランスファモールド法等によ
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、化学的安定性等に丁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２の周りに樹脂ぼり２′が形成される
ため、これをダム切断と共に取り除く（第５図）。

（４）ＩＣ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）。使用する樹脂としては、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１３．１６と１７は
上記電子部品を電気接続するための荷で、その底部には
リード４ｂ〜４Ｓが露出している。

（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　、′ＢＬＢ２Ｏ３３納し、それらの各端子を表面
が露出するリードに点溶接、ハンダ、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らな
るブロック体３側壁に延びているリードを折曲する。つ
いで、この諸電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３ｏとネジ止め具３１とを用いて、それらを樹
脂からなるブロック体３に取り付け、モジュール３２を
得る。

第１０図は、第９図に示すモジュー、／Ｉ／３２の矢視
断面図である。

本発明においては、ＩＣの封止体２と水晶振動子２１−
？コンデンサ２２〜２４それに電池２６などを収納して
いるプ四ツク体３とを離間して配設しており、そのすき
ｊ＋ｔ、ｒ、ｃＤ２ｓをＩＣにゼブラコネクタ２７を通
して電気接続するだ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蕗出せるリード（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、その効果は犬なるもの
である。

第１１図および第１２図は、本発明にかかる他の実施態
様であ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１．Ｃ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、
樹脂からなるブロック体３４の所定個所に２つのＩＣお
よびその樹脂からなる封止体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、本発明にかかる別の実施態様を示す
概略斜視図である。同図に示すものは、ＩＣを樹脂によ
って封止している封止体３５０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
部品を組み込む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、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図は本発明のリードフレームを用いた電子腕時計に
おけるパッケージを示す斜視図、第２区切のリードフレ
ームを用いた電子腕時計（モジー−Ｊｖ）の組立を示す
概略組立図、第１０図はモジュールの矢視断面図、第１
１図〜第１３図は本発明の他の実施態様を示す概略斜視
図である。 １・・・パッケージ、２，３３，３５・・・ＩＣの（酊
月旨からなる封止体、３，３４，３７・・・樹ＪＪ旨か
らなるブロック体、４・・・リードフレーム、４ａ〜４
ｓ。 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・・・金ス１
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、
２７・・・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≧−，ル。 箇ｑ　図（り 第　１０　図 第　１１”　図 篤　１２　図 ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）集積回路素子ペレットを固着するためのタブ
   と （ｂ）上記素子ペレットの各端子との間で電気的接線を
   行なう為の複数のリードと （Ｃ）電子部品を電気的に接続するだめの電子部品接続
   部と （ｄ）前記タブ、複数のリードおよび電子部品接続部を
   一体に支持する枠体と よりなるリードフレーム。 以下余白