JPS63190369A - ピングリツドアレイ - 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】 ［技術分野］ 本発明は、ＩＣパッケージなどにおけるモールド成形品
のピングリッドアレイに関するものである。

［背景技術］ ＩＣなど半導体のパッケージにおいて素子の高機能化、
高密度化に伴うＩ１０数増加や、高速度化に従ってのリ
ード長の短縮化などの対応として、半導体チップを実装
する基板の裏面に外部への電気接続用端子となるピンを
設けたピングリッドアレイ（Ｐ　Ｇ　Ａと略称される）
が実用化されている。

このピングリッドアレイは基板の裏面の全面を利用して
多数のピンを突設することができるようにしたもので、
半導体チップを実装するこの基板としては樹脂積層板か
ら得られるプリント配線板を用いるのが一般的である。

しかし基板としてこのようにプリント配線板を用いる場
合には、基板に孔を加工してこの孔にピンを圧入するこ
とによって基板へのピンの取り付けをおこなうことにな
るが、基板の割れ等の関係から基板へのピンの圧入強さ
には限界があってピンの引き抜外強度を十分に得ること
ができない等の問題がある。

そこで、本発明者等によって第６図に示すような樹脂の
モールド成形品で基板２を形成するようにしたピングリ
ッドアレイＡが案出されるに至っている。すなわちこの
ものは、合成樹脂の成形品で半導体チップ３を実装する
ための基板２を形成すると共に基板２の成形の際にピン
５の基部を基板２内にインサート成形して固着すること
によって、複数本のピン５を基板２から突出させた状態
で取り付けるようにし、さらにこのピン５と接続した状
態でプリント配線板１３を基板２内に埋入固定するよう
にしたものである。このものでは合成樹脂に−よって基
板２を成形する際に基板２にピン５の基部をインサート
して基板２へのピン５の固定がおこなえるために、ピン
５を圧入する場合のような引き抜き強度が不安定になる
ことがないのである。ここで、プリント配線板１３は銅
箔張り積層板をエツチング加工して放射状に回路１４を
形成することによって作成され、各回路１４にワイヤー
２０をボンディングすることによって半導体チップ３を
電気的に接続しである。そして各回路１４のランド部分
においてプリント配線板１３にスルーホール１５を設け
、このスルーホール１５にピン５の基部を挿入してピン
５と回路１４とを電気的に接続させることによって、回
路１４を介して半導体チップ３とピン５とを電気的に接
続させである。

しかしこのものではこのように銅箔張り積層板を加工し
て作成されるコストの高いプリント配線板１３を半導体
チップ３と各ピン５とを電気的に接続するための部材と
して用いるために、材料コストが高くて製品コストがア
ップするという問題がある。またこのものにあって、ス
ルーホール１５への挿入でピン５と回路１４との間の電
気的接続を確保するためにスルーホール１５の内周にス
ルーホールメッキを施す必要があり、加工コストの面か
らも製品コストがアップするという問題が生じることに
なる。

そこで、半導体チップ３と各ピン５とを電気的に接続す
る部材として金属のリードフレームを用いることが検討
されている。リードフレームは薄金属板をプレス成形す
ることによって安価に作成することができ、しかも金属
材であるためにメッキ加工の必要なくピンとの電気的接
続をおこなうことができ、ピングリッドアレイの材料コ
ストや加工コストを安くすることが可能である。しかし
このようにリードフレームを用いる場合にあって、リー
ドフレームのリードに形成するピン孔の内径とこのピン
孔に挿入接続させるピンの基部の外径との寸法関係が精
密に要求されるという問題がある。すなわち、ピン孔の
内径がピンの基部の外径よりも大きいとピン孔の内周面
へのピンの接触が不十分となってリードフレームのリー
ドとピンとの間の導通信頼性に問題が生じ、また逆にピ
ン孔の内径がピンの基部の外径よりも小さ過ぎると、ピ
ン孔にピンの基部を挿入させる作業が困難になるという
問題が生じるのである。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、材料
コストや加工コストが安価になるリードフレームを用い
、しかもピン孔とピンとの寸法関係が精密に要求される
ことなくリードフレームのリードとピンとの導通信頼性
を確保することができるピングリッドアレイを提供する
ことを目的とするものである。

［発明の開示］ しかして本発明に係るピングリッドアレイは、金属リー
ドフレーム１のリード４，４・・・を合成樹脂の成形品
で形成される基板２にインサート成形して一体化すると
共に基板２に実装される半導体チップ３を各リード４．
４・・・に接続し、基部を基板２内にインサート成形し
て固着した複数本のピン５．５・・・を基板２から突出
させ、各リード４に形成したピン孔６にピン５の基部を
挿入接続し、ピン５の基部の外周にその軸方向とほぼ平
行な突条７．７・・・を全周に亘って複数本設けると共
にピン孔６の内径をこの突条７の先端を結ぶ円周の外径
よりも小さく形成して成ることを特徴とするものであり
、半導体チップ３とピン５とを電気的に接続する部材と
して金属リードフレーム１を用いることによって、材料
コストや加工コスト安価にピングリッドアレイを作成す
ることができるようにし、またピン５の基部に突条７を
設けることによって、突条７でリード４のピン孔６の内
周をたわみ変形させることでピン５に対する接触状態を
確保してリード４とピン５との間の導通信頼性を高める
ことができるようにしたものであって、以下本発明を実
施例により詳述する。

第１図（勿論実物大を示すものではない）は本発明の一
実施例を示すもので、基板２は合成樹脂成形材料を射出
成形やトランス７Ｔ−成形などで成形することによって
成形品として作成される。そしてこのように基板２を成
形する際にピン５の基部を基板２内に埋入任せるようイ
ンサート成形することによって基板２に多数本のピン５
を平行に取り付け、またＩＣチップなどの半導体チップ
３をピン５に電気的に接続させる金属リードフレーム１
のリード４．４・・・を基板２内に埋入して取り付けで
ある。基板２を構成する合成樹脂としては、フェノール
、エポキシ、シリコン、ポリイミドなどの熱硬化性樹脂
や、ポリフェニレンサルファイド、ポリサル７オン、ポ
リエーテルスルホン、ポリアリールスルホンなどの熱可
塑性樹脂を用いることができる。実績的に信頼性のある
面ではエボキン樹脂を、また可撓性や機械的強度、耐熱
性の点からは後者の熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい
。

リードフレーム１は銅やアルミニウム、４２７０イ（Ｎ
ｉ４２％のＮｉ−Ｆｅ合金）などの金属の薄板をプレス
成形することによって形成されるものであり、第２図に
示すように放射状に配置される多数本のリード４，４・
・・を周囲のフレーム２１によって一体化させた形態の
ものとして形成してあり、リードフレーム１は多数枚の
ものを連続させて帯状に形成しである。各リード４，４
・・・は基部がフレーム２１と一体になっているが、先
端部は自由端となって７１７−な状態にあるために、リ
ード４゜４・・・の先端部間に亘ってポリイミドフィル
ムなどの固定用フィルム２２を貼って各リード４，４・
・・の先端部の位置関係を固定できるようにしておくの
がよい。このリードフレーム１の各リード４には第５図
に示すように円形のランド部２３が形成してあり、各ラ
ンド部２３に丸孔のピン孔６が設けである。またリード
フレーム１の中央部にはアイランド２４が設けてあり、
このアイランド２４は支持リード２５によってフレーム
２１に一体化させである。上記リード４や支持リード２
５のフレーム２１に接続される基部は線幅が狭くなるよ
うに細幅部２６として形成しである。また、ピン５は断
面円形に形成されるものであって、その基部にはピン５
の全周から突出される円形の鍔１１が設けてあり、この
鍔１１の下側に同様に円形の鍔１２が設けである。

しかしてピングリッドアレイＡを製造するにあたっては
、ピン５，５・・・を成形金型８の下型８ａに設けたピ
ン挿入穴１８．１８・・・に挿入してセットする。ピン
５をピン挿入穴１８に挿入させた状態においてはピン５
の下側の鍔１２がピン挿入穴１８の周縁部の上面に係止
され、ピン挿入穴１８へのピン５の挿入深さの位置決め
がなされると共にピン挿入穴１８は鍔１２でその開口が
閉塞され、ピン挿入穴１８内に成形時に樹脂が侵入して
バリが発生することを防止することができる。このよう
にピン５，５・・・を下型８ａにセットしたのちに、リ
ードフレーム１を成形金型８に導入してリードフレーム
１のリード４，４・・・をピン５，５・・・の上側から
被せるように配設することによって、リード４．４・・
・の各ピン孔６をピン５．５・・・の基部に被挿させ、
各ピン５の鍔１１の上面にリード４のランド部２３を係
止させる。ここで、ピン５の基部、すなわち鍔１１より
上側の部分には第４図に示すように、ピン５の軸方向と
平行な突条７が一体に設けである。この突条７は第４図
（ｂ）に示されるように放射状に複数本設けられるもの
であり、各突条７の突出先端を結んで形成される円の直
径よりもリード４のピン孔６の内径が小さくなるように
ピン５を形成しである。ピン孔６の内径はピン５の基部
の突条７を含まない外径寸法程度に設定するのが好まし
い。さらにピン５の基部の先端は円錐もしくは円錐台と
なったテーパ部３３として形成してあり、各突条７はこ
のテーパ部３３にも至るように設けである。そして上記
のようにピン孔６にピン５の基部を被挿させると、ピン
５の基部の突条７がピン孔６の内周縁に食い込み、この
突条７の食い込みによってピン５とリードフレーム１の
リード４との間の接続を確保することができることにな
る。またピン孔６の内径をピン５の突条７を結ぶ円の径
よりも小さくさえ形成しておけば、ピン孔６とピン５と
の開の寸法関係にばらつトがあってもこのばらつ外はピ
ン孔６の内周縁への突条７の食い込み寸法の変化で吸収
され、ピン孔６へのピン５の挿入作業に支障が生じたり
するおそれがないものである。

このようにして第３図のようにピン５及びリードフレー
ム１を下型８ａにセットした後に、成形金型８の上型８
ｂと下型８ａとを型締めする。このときリードフレーム
１のフレーム２１は上型８１）と下型８ａとの間に挟持
される。また下型８ａには予め支持体１７をセットして
おき、支持体１７の上面にリードフレーム１のリード４
の先端部とアイランド２４とが載置されるようにしてあ
り、下型８ａと上型８ｂとを型締めした際に上型８ｂに
突設した成形コア３４と支持体１との間に各リード４の
先端部が挟持されるようにしである。そして成形金型８
内に樹脂成形材料を注入して硬化乃至固化させることに
よって、成形金型８内で基板２を成形すると同時に、ピ
ン５の基部を基板２内にインサート成形すると共にリー
ドフレーム１のリード４をインサート成形して基板２内
に包含されるよう一体化させる。こののちに基板２を成
形金型８から脱型すると共に基板２にインサートしたリ
ード４を細幅部２６で７レーム２１から切り離す。この
ように形成される基板２にあっては、その上面の中央部
には成形コア３４によって凹所３６が形成されており、
またリードフレーム１の各リード４は先端部が樹脂内に
埋入されることなくインナーリード部３５として露出さ
れた状態にある。そしてこの四所３６においてリードフ
レーム１のアイランド２４にＩＣチップなどの半導体チ
ップ３を搭載すると共に、半導体チップ３とリード４の
インナーリード部３５との間にワイヤー２０をボンディ
ングすることによって半導体チップ３とリード４とを接
続し、各リード４を介して半導体チップ３と各ピン５と
を電気的に接続させるのである。

上記のようにして作成されるピングリッドアレイＡにあ
って、ピン５はその基部を基板２にインサート成形して
埋入することによって基板２に取り付けられているもの
であり、プリント配線板への圧入の場合のような引き抜
外強度に問題が生じるおそれはなく、特に第１図に示さ
れるようにピン５に設けた鍔１１は基板２内に埋入され
、また鍔１２はその下面が基板２の下面から露出する状
態で埋入されるものであり、この鍔１１．１２の埋入に
よってピン５の基部は基板２内に強固に保持され、ピン
５の引き抜き強度を高めることができると共にピン５が
ぐらつくことを防止することができる。またリードフレ
ーム１のリード４は基板２内に埋入された状態にあって
表面に露出せず、リード４が損傷されて回路としての信
頼性が低下することを防止することができる。細幅部２
６によって７レーム２１から切り離したリード４の端部
は、この部分の基板２を加熱すことによって塞いで基板
２内に完全に埋入させるようにすることができる。

しかして上記のように形成されるピングリッドアレイＡ
を機器の実装基板（マザーボード２８）に実装するにあ
たっては、第１図に示すようにマザーボード２８に設け
たスルーホール２９やソケットなどに各ピン５を挿入す
ることによっておこなうことがで外る。ここで、基板２
にはピン５と平行に複数の位置決め突部３０がそれぞれ
等しい突出寸法で一体に突設してあり、この位置決め突
部３０の先端がマザーボード２８の表面に当接すること
によって所定の間隙で基板２とマザーボード２８との闇
に放熱などのための空間を形成させることができるよう
にしである。このように基板２とマザーボード２８との
間の空間は位置決め突部３０によって形成されるために
、一部のピン５に位置決めのための鍔を設けたりするよ
うな必要がなく、ピン５として総て同じ形状のものを用
いることができることになる。またこのように位置決め
突部３０がマザーボード２８に当接することによってマ
ザーボード２８と基板２との開に加わる荷重が位置決め
突部３０によって支持されることになり、ピン５の変形
を防止することもできる。

この各位置決め突部３０は第３図のように成形金型８に
成形用凹所３１を設けておくことによって、基板２を成
形する際に同時に形成されるもので、このように位置決
め突部３０を設けるにあたって、各位置決め突部３０を
っなぐリブを基板２の裏面に一体に設けるようにしてお
けば、このリブによって基板２の補強をおこなわせるこ
とができ、基板２を薄く形成することも可能になる。尚
、成形金型８の下型８ａにセットすることによって基′
ＩＩｉ、２にインサートされる支持体１７を熱伝導性に
優れた銅、鉄、アルミニウム、セラミックなどの放熱材
で形成すれば、半導体チップ３の発熱をこの支持体１７
を利用して放熱することができることになる。また上記
実施例では半導体チップ３はピン５が突出された面と反
対側の面である上面側に実装するようにしたが、半導体
チップ３を基板２の下面側に実装してフェースダウンと
しで形成すると共に放熱材で形成される支持体１７を基
板２の上面側に設けるようにしてもよく、このようにす
れば支持体１７から放散される熱が基板２とマザーボー
ド２８との間にこもることな（良好に放熱することがで
きる。

［発明の効果］ 上述のように本発明にあっては、半導体チップとピンと
を電気的に接続させる部材としてリードフレームを用い
るようにしたので、材料コストや加工コスト安価にピン
グリッドアレイを作成することができるものであり、ま
たピンの基部の外周にその軸方向とほぼ平行な突条を全
周に亘って複数本設けると共にリードに形成したピン孔
の内径をこの突条の先端を結ぶ円周の外径よりも小さく
形成したので、ピン孔にピンの基部を挿入するにあたっ
てはピンの突条がピン孔の内周縁に食い込み、この突条
の食い込みによってピンとリードとの間の接続を確保す
ることができ、しかもピン孔の内径をピンの突条を結ぶ
円の径よりも小さくさえ形成しておけば、ピン孔とピン
との間の寸法関係にばらつきがあってもこのばらつきは
ピン孔の内周縁への突条の食い込み寸法の変化で吸収さ
れ、ピン孔へのピンの挿入作業に支障が生じたりするお
それがないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は同上に用
いるリードフレームの拡大平面図、第３図は同上の実施
例の製造の際の成形金型の断面図、第４図（ａ）は同上
に用いるピンの拡大正面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ
）のＭ−Ｎ＠％面図、第５図は同上に用いるリードの一
部の拡大平面図、第６図は従来例の断面図である。 １はリードフレーム、２は基板、３は半導体チップ、４
はリード、５はピン、６はピン孔、７は突条である。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 ■・・・リードフレーム ２・・・基板 ３・・・半導体チップ 第１図　　　　４・・・リード ５−・・ピン ６・・・ピン孔 ７・・・突条 手続補正書（自発） 昭和６２年４月１１日 １、事件の表示 昭和６２年特許願第２２９２４号 ２、発明の名称 ピングリッドアレイ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者　　藤　井　貞　犬 ４、代理人 郵便番号　５３０ ５、補正命令の日付 自　　発 ６、補正により増加する発明の数　なし１）明細書第４
頁第２０行目の「プレス成形」の次に、「やエツチング
加工」を挿入します。 ２）同上第８頁第８行目の１−プレス成形」の次に、「
やエツチング加工」を挿入します。 ３）同上第１２頁第２行目の「しである。」の次に、［
ここで、リードフレーム１のリード４の先端のワイヤー
ボンドを施すべき部分を成形コア３４で押さえないよう
に、この部分に対応して成形コア３４の下面に凹所を形
成しておくのが好ましい。］を挿入します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属リードフレームのリードを合成樹脂の成形品
   で形成される基板にインサート成形して一体化すると共
   に基板に実装される半導体チップをリードに接続し、基
   部を基板内にインサート成形して固着した複数本のピン
   を基板から突出させ、各リードに形成したピン孔にピン
   の基部を挿入接続し、ピンの基部の外周にその軸方向と
   ほぼ平行な突条を全周に亘って複数本設けると共にピン
   孔の内径をこの突条の先端を結ぶ円周の外径よりも小さ
   く形成して成ることを特徴とするピングリッドアレイ。