JPS62248244A

JPS62248244A - Ｐｇａ用リ−ドフレ−ム

Info

Publication number: JPS62248244A
Application number: JP61091848A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Onda; 護御田
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1987-10-29

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、主にＬＳＩ、超ＬＳＩ等のような高集積素子
のパッケージングに用いられるＰＧＡ（ビン・グリッド
・アレイ）用基板のリードフレームに関する。

〈従来の技術〉従来、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高集積度の回路素子を直接
マウント搭載できる基板材料にはガラスエポキシ、ポリ
イミド等の有機材料やセラミック材料がある。これらの
材料は電気絶縁性に優れ、かつ量産性があるため、ＰＧ
Ａ用基板基板層配線基板、ハイブリッドＩＣ基板等に多
用されてきた。

しかし、近年ＩＣの高集積化がさらに進み、また一つの
基叛上に複数個の素子を搭載するマルチチップ型ＩＣ等
の計画もあり、従来の上記材料では１分にＩＣの信頼性
を確保できない状況となフた。

ところで、高集積素子を搭載する基板には、（１）高熱
放散性、（２）熱膨張係数の整合性、（３）高周波特性
の３つが要求される。

このうち特に高熱放散性と熱膨張係数の整合性は信頼性
の確保に関係する重要な要件であるが、面記従来の材料
はデバイス設計者の要求を完全に満たし得ない。それは
搭載素子の発熱量がデバイスの熱放散速度よりも大きい
ために、デバイス内部の温度が上昇し、シリコン素子と
基板材料の熱膨張係数の差による歪応力がシリコン素子
に付加されるためである。

このような高集ｌａ度化、高密度実装化の方向に対応し
て、最近基板材料への金属の応用が注目されている。す
なわち、これは金属本来の持つ高い熱放散性を利用しよ
うとするものであり、銅合金またはそれらのクラッド材
を基板材料として、この基板に樹脂を被覆する等の電気
絶縁処理を施すものである。

現在のところ、このような金属性基板、特にＰＧＡ川の
金属基板は、１００〜３００ピンの多数のビンを挿入す
るための穴をドリル加工またはリーマ加工等にて穿設し
、その後その表１ｍに樹脂コーティングして電気絶縁処
理を行い、更に１１１１記穴より小さい穴を再び開口さ
せる方法が試みられている。しかし、この方法では製造
工程が複雑なため量産性に乏しいという欠点があり、よ
ってそのような１段、方法の改善が望まれている。

そこで本発明者は、金属基板を複数個連接したリードフ
レームとすることを見い出し本発明に至った。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明の目的は、ＰＧＡ川の金属基板の量産に適し、Ｉ
Ｃ素子等の実装を容易に行うことができ、デバイス（製
品）の生産効率を高めることができるＰＧＡ用リードフ
レームを提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉このような目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、複数のビン挿入孔を有する基板と、
該基板を保持する吊りすニドとで構成されるＰＧＡ用リ
ードフレームの単位体を複数連設してなることを特徴と
するＰＧＡ用リードフレームを提供するものである。

また、ＰＧＡ用リードフレームの単位体を複数連設して
帯状長尺物とするか、あるいは少数個連設して短冊状と
するのがよい。

そして、ＰＧＡ用リードフレームは銅系合金、またはＦ
ｅ−Ｎｉ合金で構成されているのがよい。

また、ＰＧＡ用リードフレームは、複合積層材料、特に
銅／インバー／銅なる３層クラッド材で構成されている
のがよい。

以下５本発明のＰＧＡ用リードフレームを添付図面に示
す好適実施例について詳細に説明する。

第１図は、本発明のＰＧＡ用リードフレーム１の部分゛
ト面図である。

ＰＧＡ用リードフレーム１は、以下に説明するＰＧＡ用
リードフレームの単位体２を複数連設したものである。

ＰＧＡ用リードフレームの県位体２は、半導体集積回路
素ｆ（ＩＣ素子、ＬＳＩ素子、超ＬＳＩ素子等があるが
、本明細δではこれらを総称してＩＣ素子という）を搭
載し、所定の配線を行うための基板３と、該基板３を保
持するために基板６の角部四方に連結された吊りリード
６とで構成される。

基板２には、デバイスの端子となるリードピンを挿入す
るための複数のビン挿入孔５が所定位置に形成されてい
る。また基板２の中央部付近にはＩＣ素子を搭載する搭
載部４を有するため、この部分にはビン挿入孔５は形成
されていない。

吊りリード６は、基板３および外枠７に連結されている
か、ＩＣ素ｒ−の実装時に切断除去されるため、それら
の連結部分に例えばハーフエッチにより形成される切り
欠き１０を設け、吊りリード６の切断除去を容易になし
得るようにするのが好ましい。

なお、第１図に示す例では吊りリード６は基板６の角部
四方に形成されているが、本発明では特にこのパターン
に限定されるものではない。

このような四位体２を一対の外枠７．７によって一列に
複数個連設する。そして、本発明のＰＧＡ用リードフレ
ーム１は、帯状長尺物とし、第２図に示すようにコイル
９として巻きとったものとするか、あるいは第３図に示
すように単位体２を少数個（例えば５〜１０個程度）連
接して短冊状としたものか好ましい。

ＰＧＡ用リーすフレームｌを帯状長尺物とした場合には
、ＩＣ素子を連続的に実装する際、特に実装の自動化に
とって有利である。また、ＰＧＡ用リードフレーム１を
短冊状とした場合には、取り扱い上便利であるとともに
、コイル状に巻かないために変形が少なく、高い平坦度
を要求される場合に有利である。

なお、外枠７，７には、リードフレームの送り用あるい
は基板３へのＩＣ素子の搭載や基板３状への配線パター
ンの形成等の際の位置決めを１ｒうためのパイロットホ
ール８が形成されているのがよい。このパイロットホー
ル８は、各！ｎ位体２毎に形成されているのが好ましい
。

このようなＰＧＡ用リードフレーム１は、いかなる金属
材料で構成されていてもよいが、なかでも銅系合金、特
にＣＡＣ−９２銅合金（Ｃｕ−９％Ｎｉ−２，５％Ｓｎ
合金）または、Ｆｅ−Ｎｉ合金、特に５２アロイ（Ｆｅ
−５２％Ｎｉ合金）で構成されているのがよい。その理
由は、５２アロイは熱膨張係数が搭載するＩＣ素子（シ
リコン）の値に近く、ＣＡＣ−９２鋼合金は熱放牧性に
優れているからである。

また、上記単一金属に限らず、異種金属を複合積層した
材料で構成してもよい。すなわち、このような複合積層
材料では複合する各金属の利点（例えば強度、熱放散性
、熱膨張率等）を併有することができるとともに、各金
属の構成比率を変えることにより必要な条件に対応した
性質の材料を容易に製造しつるからである。複合積層材
料の代表例としては、クラッド材（異種金属を金属学的
に接着一体化した材料）を挙げることができ、特に本発
明では、熱放散性に優れかつ導電性に優れている銅／イ
ンバー／銅なる３層構造のクラッド材を用いるのが好ま
しい。ここでインバーとはＦｅ−約３６．５％Ｎｉ合金
のことをいい熱膨張係数が低いという特性を有する。

以上説明した本発明のＰＧＡ用リードフレームの製造方
法は、従来のリードフレームの製造方法を応用すること
ができ、例えば帯状長尺物の金属材料に連続的に数段階
のプレス打抜き加工を施して所望の形状に成形するか、
あるいは、エツチングにより所望の形状に成形する方法
により製造すればよい。

また短冊状のＰＧＡ用リードフレームを製造す７、出合
１．＝Ｖ寸　ト言−’、　ｊｉ”　ｆ′＃ｌ−’てダ１
；告六りた箒ｊ含しＰ物を数個の単位体２毎に切断する
ことにより製造すればよい。

′〈実施例〉（本発明例り板Ｊ’；（０，５ｍｍ、幅３０ｍｍの銅／インバー（Ｆ
ｅ−約３６．５％Ｎｉ合金）／ｆｉＡなる３層クラッド
材（構成比率１：１：１）の帯状長尺物にミンスター社
製プレス加工機（６０丁プレス）を用いて、多段連続プ
レス加工を施し、第１図に示す形状の１２０ピンＰＧＡ
用リードフレームを作製した。

（本発明例２）ＰＧＡ用リードフレームの素材を、５２７０イとした以
外は、本発明例１と同様のＰＧＡ用リードフレームを作
製した。

（本発明例３）ＰＧＡ用リードフレームの素材を、ＣＡＣ−′９２銅合
金とした以外は、本発明例１と同様のＰＧＡ用リードフ
レームを作製した。

（本発明例４）本発明例１と同様の帯状長尺物のＰＧＡ用リ一ドフレー
ムを作製し、これを単位体５個毎に切断して、第３図に
示すような短冊状のＰＧＡ用リードフレームを作製した
。

（本発明例５）本発明例１と同様の帯状長尺物のＰＧＡ用リードフレー
ムを作製し、このリードフレームの各吊りリードの外枠
部との連結部分にハーフエッチによる切り欠きを設けた
。

上記本発明例１〜５のＰＧＡ用リードフレームの全面に
絶縁塗料を塗布、乾燥し、ピン挿入孔の部分にドリルに
て再度小穴を開け、この小穴に電極ピンを挿入し、これ
を１単位毎に切断分離してピン・グリッド・アレイを作
成した。

（比較例）従来の方法として、金属単体基板（０，５ｍｍ厚×３０
　ｍｍＸ　３０　＋ａｍ）を用意し、これにドリル加工
によりピン挿入孔を穿設し、その基板全面に絶縁塗料を
塗布、乾燥し、更に前記ピン挿入孔の部分にドリルにて
１４度小穴を開け、その小穴に、電極ピンを挿入して、
ピン・グリッド・アレイを１個づつ作成した。

上記本発明例１〜５および比較例によるピン・グリッド
・アレイのデバイス（製品）の製造に要した時間を測定
し、製品１個当りの製造時間を求めた。その結果を下記
表１に示す。

表　　　　　　１表１の結果かられかるように本発明例によるピン・グリ
ッド・アレイは、比較例に比べて、第１回目のピン挿入
孔の穿設工程が省略されまた、谷工程をコイル・トウー
・コイルで行うことができるため、製造時間が約１／２
に短縮された。

〈発明の効果〉本発明のＰＧＡ用リードフレームによれば、基板および
吊りリードで構成される単位体を複数連設したリードフ
レームとしたことにより個々に製造していた従来のＰＧ
Ａ基板と異なり、製造効率が向上し、しかもピン・グリ
ッド・アレイのデバイス（製品）に組み立てる際に連続
組立さらにはその自動化を図ることができるため、製品
の製造時間が大幅に短縮される。

さらに、ＰＧＡ用リードフレームの構成材料を過当に選
定すること、特にクラッド材を用いてその構成比率を変
えることにより、デバイスに要求される条件（熱放散性
、熱膨張率等）に対応した設計が可能となり、デバイス
の信頼性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のＰＧＡ用リードフレームの部分平面
図である。第２図は、本発明のＰＧＡ用リーすフレーム／ｊｊｔ：
鴫ｐ」１≠−寥；】月−１噌Ａ】ζ’、＋−−！ノ警官
、ｉ、ｐｌｙＮ＆１−Ｉｆ区＋＋−４墨１能】Ｃに、−
：；＝−す斜視図である。第３図は、本発明のＰＧＡ用リードフレーム（短冊状）
のｔ面図である。符号の説明ｌ・・・・ＰＧＡ用リードフレーム、２・・・・単位体、３・・・・基板、４・・・・ＩＣ素子搭載部、５・・・・ピン挿入孔、６・・・・吊りリード５７・・・・外枠、８・・・・パイロットホール９・・・・コイル、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のピン挿入孔を有する基板と、該基板を保持
する吊りリードとで構成されるＰＧＡ用リードフレーム
の単位体を複数連設してなることを特徴とするＰＧＡ用
リードフレーム。
（２）前記ＰＧＡ用リードフレームの単位体を複数連接
して帯状長尺物とした特許請求の範囲第１項に記載のＰ
ＧＡ用リードフレーム。
（３）前記ＰＧＡ用リードフレームの単位体を少数個連
接して短冊状とした特許請求の範囲第１項に記載のＰＧ
Ａ用リードフレーム。
（４）前記ＰＧＡ用リードフレームは銅系合金で構成さ
れている特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
に記載のＰＧＡ用リードフレーム。
（５）前記ＰＧＡ用リードフレームはＦｅ−Ｎｉ合金で
構成されている特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれかに記載のＰＧＡ用リードフレーム。
（６）前記ＰＧＡ用リードフレームは複合積層材料で構
成されている特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れかに記載のＰＧＡ用リードフレーム。
（７）前記複合積層材料は銅／インバー／銅なる３層ク
ラッド材である特許請求の範囲第６項に記載のＰＧＡ用
リードフレーム。