JPS60140742A - リードフレーム及びその実装方法 - 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】 本発明は集積回路パッケージに関するものであって、更
に詳細には、高度の自在性を持ち旧つ温度変化に基づく
機械的な応力に悪影響を受けることのない様にプリント
回路基板へ集積回路を接続させる端子を持ったリードフ
レームに関するものである。

プリント回路基板乃至は同様の支持表面上に集積回路パ
ッケージを取り付ける場合に、これら２つの構成体を物
理的及び電気的に相互接続している手段が、変化する温
度条件の下でこれら２つの構成体間の膨張差を吸収する
為の成る程度の自在性乃至柔軟性を与えるものであるこ
とが重要である。充分な自在性が与えられない場合には
、これら２つの構成体の一方が他方よりも膨張又は収縮
することによって発生する機械的な応力がこれら両者間
のボンドを破壊することがある。

集積回路パッケージとプリント回路基板との間の適切な
る自在性乃至は柔軟性は、単にこれの２つの構成体の膨
張係数を整合させるだけでは得ることが出来ない。基板
とパッケージとが比較的低周波数の熱サイクルに露呈さ
れる場合には、パッケージと基板との間に完全な熱膨張
係数の整合を与えることによって実質的に信頼性のある
相互接続を確保することが可能であるが、ボンドは高周
波数のパワーサイルクでは破壊されることがある。

この様な破壊を起こさせる原因としては、半導体パッケ
ージとプリント回路基板の実効比熱における差異や、ボ
ンドの大きな熱輻射面積等がある。

即ち、基板の表面積の方が一層大きいので、それは半導
体パッケージよりも一層迅速に熱を散逸させることが可
能であり、従ってパッケージと基板との間のボンド区域
における温度はパッケージ自体程迅速には上昇せず、そ
の際に異なった膨張率が発生する。この膨張における差
異はボンドの領域内に応力を発生させることとなる。

この応力は、ボンディング媒体及び全体的な回路組立体
を形成している個々の要素内に吸収されることが可能な
ものでなければならない。この応力を吸収する最も実際
的な手段は半導体パッケージとプリント回路基板との間
に自在性のある即ち柔軟性のあるインターフェースを設
けることである。このインターフェースが保有せねばな
らない自在性の程度は、最も極端な条件下において種々
の構成要素及びボンディング媒体の弾性限界を越えるこ
とが無いものでなければならない。

現在入手可能なタイプの半導体パッケージにおいては、
リードを付けたチップ担持体及び形成したリードフラッ
トパック上に見られる周辺部のリードは限定的ではある
がこの様な柔軟性を与えるものである。然し乍ら、これ
らのリード配列はアレイ型半導体パッケージにおいて使
用するのには適しておらず、取り付は領域は包囲体の１
表面の周辺端部に沿ってのみ配列されているというより
もその全面に渡ってマトリクス状に配列されている。

アレイ型パッケージは、通常、３つのカテゴリーの内の
何れか１つに該当し、その３つのカテゴリーとはピン・
グリッド、パッド・グリッド、開放ビア（開口）である
。これらの３つのタイプの内、ピン・グリッド配列のみ
が半導体パッケージとプリント回路基板との間に任意の
自在性乃至柔軟性を与えるものである。然し乍ら、この
構成は透孔取り付けを必要とし、その為に他の限定が付
加されている。例えば、このタイプの取り付けは基板層
及びパッケージのポンディングパッドに関するアライメ
ントの問題を提起している。

パッド・グリッド及び開放ビア型のパッケージは透孔取
り付けよりも寧ろ表面取り付けを使用しており、これら
のアライメントの問題を解消している。然し乍ら、これ
らのタイプのパッケージ、もっと詳細にはこれらのパッ
ケージに関連した表面取り付は配列は所要の程度の自在
性を与えるものではない。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、アレ
イ型の集積回路パッケージに使用するのに適しており且
つ温度変化によって誘起される機械的な応力を吸収する
為に高度の自在性を与えるる表面取り付は乃至は搭載構
成を提供することを目的とする。本発明によれば、この
目的を達成する為に、一連の個別的な端子要素を有して
おり該端子要素の隣接するものの間に破断タブを配設し
てストリップ形態に接続させて構成したリードフレーム
を提供している。各端子要素は適宜に形成されて、一体
的な中間部によって互いに接続されている２つの互いに
離隔さ九大略平行な取り付は表面を提供している。端子
要素はストリップ形状に相互接続されているが、各端子
要素の取り付は表面の一方を半導体基板上の関連した取
り付は領域にボンド、例えば半田付けすることが可能で
ある。ストリップの全ての端子をその様にボンドした後
に、隣接する端子間の破断タブを除去し、端子を互いに
分離させる。その結果得られるパッケージは、個別的な
柔軟性のある端子を有しており、これらの端子は後にプ
リント回路基板に表面取り付けするのに適している。

本リードフレームは、従来のスタンピング工具技術を使
用して構成することが可能である。更に、所定数の端子
を持った個別的なストリップを提供する為に所望の長さ
で選択的に刻みを付けることが可能である。直線的なス
トリップ形状の端子の配列は、本リードフレームの連続
的なストリップの製造を容易に行なうことを可能とする
。

以下、添付の図面を参考に本発明の具体的な実施の態様
に付いて詳細に説明する。尚、以下の説明は特にアレイ
型の半導体パッケージに関連して本発明を使用した場合
について行なうが、それは本発明を適用するのに特に適
しているからである。

然し乍ら、本技術に明るい者にとって明らかな如く、本
発明の実際的な適用はその場合にのみ限定されるべきも
のではない。寧ろ、本発明の自在性のある端子はその他
の公知の半導体パッケージ、例えばデュアルインライン
（ＤＩＰ）及びリード付きチップ担持体等に使用するこ
とも可能である。

大略第１図乃至第４図に関し、又特に第１図に関して説
明すると、表面搭載型半導体パッケージ用の自在性のあ
るリードフレームは、一連の端子要素１０を有しており
、これらの端子要素１０は整合され且つ離隔された並置
配列関係を持って互いに接続されて所望数の端子からな
るストリップを形成している。このスＩ・リップ内の端
子は破断タブ１２で相互に接続されており、その各々は
ストリップ内の隣接する２つの端子間に接続されている
。

第２図に最も良く示す如く、各端子要素１０はＣ字形状
部材とすることが可能であり、２つの離隔された大略平
行な取り付は表面１４及び１６を提供し、それらは該部
材の２つの脚部を夫々構成している。これら２つの脚部
は自在性があり、即ち弾性乃至は柔軟性のある中央部１
７によって相互接続されており、これらの脚部及び中央
部は、好適には、導電性物質の単一片から一体的に形成
することが可能である。種々の端子要素を接続してスト
リップを形成する破断タブ１２はＣ字形状部材の中央部
に取り付けられており、それに対して所定の角度で配向
されている。勿論、第２図に示した如く、中央部１７の
略中間に位置させる代りに、破断タブをその長さに沿っ
た任意の箇所において端子要素へ接続させることが可能
である。

第５図及び第６図に示した如く、第２図に示したＣ字形
状以外の形状を端子要素に使用することが可能である。

例えば、端子要素を、第５図に示した如く、反転１字形
状に形成することも可能であり、又第６図に示した如く
、基本的に２字形状に形成することも可能である。基本
的に、半導体パッケージとプリン１−回路基板の夫々に
対して２つの離隔し自在性のある様に相互接続された取
り付は表面を与える任意の形状を本端子要素に使用する
ことが可能である。

好適には、リードフレームのストリップを形成する端子
要素１０及び破断タブ１２は互いに一体的なものとする
ことが可能である。本発明の好適実施例においては、リ
ードフレームは、例えば、Ｋｏｖａｒ　（商標名）、合
金４２又は銅等の適宜の金属からなる単一片から形成さ
れている。この金属片を適宜打ち抜きし、且つ従来の技
術を使用して、屈曲させて端子要素及び介装される破断
タブを形成する。好適には、リードフレーム片を適宜の
位置で刻みを入れ、長尺のストリップを幾つかの短寸の
ストリップでその各々が半導体パッケージ上の列内の取
り付は箇所の数に対応する数の端子要素を有するストリ
ップへ分割することを可能とする。例えば、この様な刻
みは各破断タブの各々の側に設けることが可能であり、
その場合には長尺ストリップを幾つかの短寸ストリップ
へ分割することを容易とするばかりが、端子要素を一度
半導体パッケージへ取り付けた後にストリップがら破断
タブを容易に除去することを可能とする。

第７図に関して説明すると、アレイ型の半導体パッケー
ジ１８はボンディング箇所２ｏを有しており、該箇所は
パッケージの１表面上にマトリクス形状に配列されてい
る。自在性のある端子のパッケージへの取り付けは、端
子が第１図に示したストリップ形状に存在している状態
で行なわれる。

更に詳細には、適宜の数の端子（図示例においては４個
）を有するストリップ２２はパッケージ１８と接触して
位置されており、ストリップ内の各端子の取り付は表面
１４又は１６の一方はマトリクスパターンの列内のボン
ディング箇所の各々と係合している。この様な係合にお
いては、例えば、半田付け、超音波ボンディング、熱圧
着、又はその他の適宜の技術によって端子をボンディン
グ箇所にボンドさせる。ボンディングを完了しリードフ
レーム片を適宜パッケージに取り付けると、破断タブ１
２を、例えば破断タブ１２を各ストリップの長手軸周り
にねじってその端子要素への接続を破壊することによっ
てストリップから除去する。

破断タブを除去した結果得られる構成は、一連の個別的
な端子を有しており、それらは、第７図の半導体パッケ
ージ上の端子の最も右側に図示した列に示した如く、プ
リント回路基板へ表面取り付けを行なう為に使用するこ
とが可能である。

一体的に相互接続されている２つの離隔された取り付は
表面を提供する端子の形状に起因して、半導体パッケー
ジとプリント回路基板との間のインターフェースは高度
の柔軟性を保持しており、半導体パッケージとプリント
回路基板との間の熱膨張差に基づいて発生する可能性の
ある著しい応力に耐えると共にそれを吸収することを可
能としている。柔軟性の殆どは、２つの軸に沿って、即
ち第２図、第５図、及び第６図に関して紙面の面内にお
いて得られる。発生される応力は無指向性であるので、
第３軸に沿って付加した柔軟性を与えることが望ましい
。この様な場合に、端子要素１０の脚部の一方を他方に
対して相対的に回転させることによって一層大きな柔軟
性を与えることが可能であり、従って、第８図に示した
如く、２つの脚部を接続する中間部に約９０°のねじり
を与えることが可能である。

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を使用したリードフレームストリ
ップの斜視図、第２図は第１図のリードフレームの端面
図、第３図は第１図のリードフレームストリップの頂面
図、第４図は第１図のリードフレームストリップの側面
図、第５図はリードフレームストリップの第２実施例の
端面図、第６図はリードフレームストリップの第３実施
例の端面図、第７図は端子要素をパッケージへ取り付け
る処理工程中の半導体パッケージの斜視図、第８図は端
子ストリップの第４実施例の斜視図、である。 （符合の説明） １０：端子要素 １２：破断タブ １４．１６：取り付は表面 １７：中央部 １８二半導体パッケージ ２０：ボンディング箇所 特許出願人　フェアチアイルド　カメラアンド　インス
トルメント コーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体パッケージと支持表面との間に自在の機械的
   及び電気的接続を与え゛る為のリードフレームにおいて
   、一連の金属端子要素を有しており、その各々が弾性的
   な中間部で相互接続された２つの離隔した搭載表面を具
   備しており、且つ整合した端子要素のストリップを形成
   する為に前記一連の中の隣接する端子要素間に夫々介在
   されると共に接続されている破断タブを有していること
   を特徴とするリードフレーム。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記各破断タブは
   それが接続されている２つの隣接する端子要素の中間部
   に接続されると共に実質的に所定の角度をもって配設さ
   れていることを特徴とするリードフレーム。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記各端子要素は
   大略Ｃ字形状をしていることを特徴とするリードフレー
   ム。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記各端子要素は
   大略−７字形状をしていることを特徴とするリードフレ
   ーム。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記各端子要素は
   大略５字形状をしていることを特徴とするリードフレー
   ム。 ６、特許請求の範囲第１項において、前記端子要素及び
   前記破断タブは金属の単一片から一体的に形成されてい
   ることを特徴とするリードフレーム。 ７、特許請求の範囲第１項において、各端子要素の中間
   部は前記搭載表面に垂直な軸の周りにねじられたストリ
   ップを有していることを特徴とするリードフレーム。 ８、特許請求の範囲第７項において、前記中間部が前記
   垂直軸の周りに９０°ねじられていることを特徴とする
   リードフレーム。 ９、後にプリント回路基板の表面に取り付ける為に半導
   体パッケージに自在性の高いリードを取り付ける方法に
   おいて、各々が一対の離隔し弾性的に相互接続された取
   り付は表面を具備した端子要素の隣接する要素間に破断
   タブを設けて並列的な配列に接続させた端子要素のスト
   リップから構成されるリードフレームを形成し、前記端
   子要素をストリップ形状に接続させたままで各端子要素
   の取り付は表面の一方を前記半導体パッケージ上の関連
   したボンディング領域ヘボンディングさせ、前記ボンデ
   ィング工程の後に前記破断タブを前記リードフレームか
   ら除去しその際に各端子要素の他方の取り付は表面を後
   にプリント回路基板の表面へ取り付ける為に前記端子要
   素を互いに分離させることを特徴とする方法。 １０、特許請求の範囲第９項において、前記形成する工
   程において、単一の金属片を一連の交互的で一体的な端
   子要素と破断タブとで形成させることを特徴とする方法
   。