JPWO2006126441A1

JPWO2006126441A1 - 電子部品用パッケージ、このパッケージを使用した電子部品、および電子部品用パッケージの製造方法

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Publication number: JPWO2006126441A1
Application number: JP2007517790A
Authority: JP
Inventors: 北村　誠; 誠北村; 甲斐下　仁平; 仁平甲斐下; 武田　健; 健武田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: US7713783B2; WO2006126441A1; EP1885171A1; EP1885171B1; US20080073739A1; EP1885171A4; JP4433050B2

Abstract

シールド性に優れ、かつ内蔵部品とのショートの解消を目的としたもので、金属板により有底形状に形成され、その底部に貫通穴（１３）が形成されたシールドケース（１０）と、シールドケース（１０）の内面及び外面にモールドされた有底形状の樹脂ケース（２）と、貫通穴（１３）を介してシールドケース（１０）内に非接触で挿入され、一端部（２１）が樹脂ケース（２）の内面に露出し、他端部（２２）が樹脂ケース（２）の外面に露出するように、樹脂ケース（２）内にインサートモールドされたホット端子（２０）とを備える電子部品用パッケージ（１）である。

Description

本発明は、シールドケースをインサートモールドした電子部品用パッケージの構造およびその製造方法に関するものである。

一般に電子部品用パッケージは、特許文献１に示されるように、樹脂ケースに制御信号端子を一体にインサート成形した端子一体型パッケージを用いたものが多い。この電子部品は、樹脂ケースと制御信号端子を一体にインサート成形した端子一体型パッケージに、主回路ブロックと制御回路ブロックとを実装した半導体装置である。端子一体型パッケージの製造方法は、制御信号端子を多数本の端子間をタイバーで相互連結したリードフレームとし、そのアウタリード部を樹脂ケースの成形金型の上型と下型の合わせ面から引き出した状態でインサート成形した後、タイバーをカットすることにより行う。上記のようにして得られた端子一体型パッケージに主回路ブロックと制御回路ブロックとを組み込み、ワイヤボンディングして半導体装置を得る。しかしながら、パッケージにシールドケースが配置されていないので、ノイズに弱いという問題がある。

シールド構造を持つ電子部品用パッケージとして、特許文献２，３に記載のものがある。

特許文献２は、絶縁基板上に回路構成部品を搭載した回路基板に、回路構成部品を被覆するようにシールドケースを取り付けた電子部品であって、フープ材を曲げ加工してシールドケースを形成し、このシールドケースを回路基板に被せて取り付けるように構成している。
ところが、このパッケージ構造では、回路基板の底面側が何らシールドされていないので、ノイズに対して弱く、しかも回路構成部品が平板状の回路基板の上面に搭載されているに過ぎないので、リフロー半田の際に半田が回路基板上に駆け上がり、搭載された回路構成部品がシールドケースとショートする可能性がある。

特許文献３の図５では、樹脂成形体の側端部に複数のＬ型ホット端子をインサートモールドするとともに、樹脂成形体の底部に金属製のシールド板をインサートモールドし、その上から金属製シールドケースを被せ、シールドケースをシールド板から延びる接地端子に接続することで全体をシールドするものが開示されている。この場合には、樹脂成形体の底面側がシールド板によって確実にシールドされ、しかも複数のホット端子およびシールド板を一括でインサートモールドできる利点がある。しかし、ホット端子とシールドケースとが近接しているため、ホット端子の実装時にはんだが駆け上がり、シールドケースとショートする恐れがある。
特開平１１−１７６９９２号公報特開２００２−２９９８７９号公報特開平４−２８６１９３号公報

そこで、本発明の好ましい実施形態の目的は、シールド性に優れ、かつ内蔵部品とのショートといった不具合を解消できる電子部品用パッケージを提供することにある。また、上記電子部品用パッケージを用いた電子部品を提供することにある。さらに、高精度にかつ効率よく製造できる電子部品用パッケージの製造方法を提供することにある。

本発明に係る好ましい第１実施形態は、金属板により有底形状に形成され、その底部に貫通穴が形成されたシールドケースと、上記シールドケースの内面および外面にモールドされた有底形状の樹脂ケースと、上記貫通穴を介してシールドケース内に非接触で挿入され、一端部が上記樹脂ケースの内面に露出し、他端部が上記樹脂ケースの外面に露出するように、上記樹脂ケース内にインサートモールドされたホット端子と、を備えたことを特徴とする電子部品用パッケージである。

本発明に係る好ましい第２実施形態は、第１実施形態の電子部品用パッケージを使用し、上記樹脂ケースの内部に電子部品素子を収容し、その電極部を樹脂ケースの内面に露出したホット端子の一端部に接続するとともに、上記パッケージの開口部がシールドカバーで閉じられていることを特徴とする電子部品である。

本発明に係る好ましい第３実施形態は、有底形状でかつ底部に貫通穴が形成されたシールドケースを一体に形成するとともに、上記シールドケース以外の部位にバーリング部を形成した第１リードフレームを準備する工程と、ホット端子を一体に形成した第２リードフレームを準備する工程と、上記ホット端子が上記貫通穴を介してシールドケース内に非接触で挿入されるように第１リードフレームと第２リードフレームとを重ね合わせ、上記ホット端子を上記第２リードフレーム内のランナーに連結するためのタイバーを第１リードフレームのバーリング部にカシメ固定するとともに、上記タイバーを第２リードフレームから分離する工程と、上記カシメ固定された第１リードフレームおよび上記ホット端子を含むタイバーを金型に挿入し、上記シールドケースの内面および外面に樹脂モールドする工程であって、上記ホット端子の一端部が樹脂モールドされた樹脂ケースの内面に露出し、他端部が樹脂ケースの外面に露出するように樹脂モールドする工程と、樹脂モールド後、上記タイバーからホット端子のみを分離してパッケージを得る工程と、を備えた電子部品用パッケージの製造方法である。

本発明の第１実施形態に係る電子部品用パッケージでは、樹脂ケースに有底形状のシールドケースをインサートモールドするとともに、その樹脂ケースにホット端子をインサートモールドする。シールドケースの内面および外面のほぼ全面が樹脂で覆われている。ホット端子は、シールドケースの底部に形成された貫通穴を介してシールドケース内に非接触で挿入され、その一端部が樹脂ケースの内面に露出し、他端部が樹脂ケースの外面に露出している。つまり、ホット端子の一端部はシールドケースの底部より上方に位置し、他端部はシールドケースの底部より下方に位置している。

このパッケージの中に電子部品素子を実装すれば、電子部品素子の底面および側面がシールドケースで囲まれるので、シールド性が良好であるとともに、シールドケースの内面が樹脂で覆われているので、電子部品素子とシールドケースとの接触・ショートの恐れがない。さらに、樹脂ケースが有底形状つまり側壁を有するため、電子部品の実装時の半田の駆け上がり不良をなくすことができる。
また、ホット端子はシールドケースの底部貫通穴を介して挿入されているので、シールド性を殆ど低下させることがなく、ケース外部へホット端子を引き出すことができる。しかも、ホット端子がシールドケースと相対位置関係を維持した状態で一括してインサートモールドされるので、製造工程数を削減でき、製造コストを抑えることができるとともに、両者の間には樹脂が介在するので、両者が接触するという問題を解消できる。

本発明の好ましい実施の形態によれば、シールドケースの上端開口部の一部または全部が樹脂ケースから露出するように形成され、樹脂ケースの上端開口部にシールドカバーが装着され、シールドカバーはシールドケースの上端開口部と電気的に接続されている構造とすることができる。この場合は、シールドケースとシールドカバーとによって、ケースの内部に収容される電子部品素子の６面全面を取り囲むことができるので、より良好なシールド性を得ることができる。

他の好ましい実施の形態によれば、シールドケースの底部には、外側に向かって切り起こされ、一部が樹脂ケースの外面に露出した外部端子が形成されている構造とするのがよい。シールドケースをアース電位に接続するための外部端子をシールドケースに一体に形成する場合、シールドケースの底部を外側に向かって切り起こせば、簡単に外部端子を形成できる。

さらに他の好ましい実施の形態によれば、シールドケースの底部に、内側に向かって切り起こされ、一部が樹脂ケースの内面に露出した内部端子を形成することもできる。この場合には、樹脂ケースの内部に実装される電子部品素子のアース部をこの内部端子に接続することで、電子部品素子をシールドケースを介してアース電位に簡単に接続できる。

樹脂ケースの内部に収容される電子部品素子が赤外線センサの場合には、シールドカバーの一部または全部がＳｉで形成されているのがよい。Ｓｉ板は赤外線を通過させるが、導電性を有するので、外部の電磁波ノイズを確実にシールドできる。そのため、赤外線センサの６面すべてをシールドでき、耐ノイズ性に優れた赤外線センサを得ることができる。

金属製シールドカバーを赤外線センサの上から被せる方式の場合、シールドカバーにセンシング用の穴をあける必要があり、シールド性が低下するとともに、センシング領域が穴の開口径に限られ、狭くなるという問題がある。これに対し、シールドカバー全体をＳｉで形成すれば、シールドカバーにセンシング用の穴を開ける必要がなく、センシング領域を広く取れると同時に、シールド性を確保できるという利点がある。

本発明にかかる電子部品用パッケージを製造する場合に、第３実施形態の方法を用いることで、効率よくかつ精度の高い電子部品用パッケージを製造できる。すなわち、第１リードフレームにシールドケースを一体に形成し、この第１リードフレームにホット端子を一体に形成した第２リードフレームを重ね合わせ、ホット端子を第２リードフレーム内のランナーに連結するためのタイバーを第１リードフレームにカシメ固定するとともに、タイバーを第２リードフレームから分離する。カシメ固定に際して、ホット端子をシールドケースの底部の貫通穴からシールドケース内に非接触で挿入する。カシメ固定するために、第１リードフレームに予めバーリング部を形成しておく。次に、カシメ固定された第１リードフレームおよびホット端子を含むタイバーを金型に挿入し、樹脂モールドする。このとき、シールドケースとホット端子が同時にインサートモールドされる。ホット端子の一端部は樹脂モールドされた樹脂ケースの内面に露出し、他端部は樹脂ケースの外面に露出する。樹脂モールド後、タイバーからホット端子のみを分離してパッケージを得ることができる。

上記のように、第１リードフレームにホット端子の周辺部分（タイバー）をカシメ固定することで、シールドケースとホット端子との相対位置関係を維持し、この状態のまま金型に挿入してインサートモールドするので、寸法精度の高い電子部品用パッケージを効率よく製造することができる。

以上の説明のように、本発明の好ましい実施形態によるパッケージは、有底形状のシールドケースの内面および外面に樹脂がモールドされた構造となっているので、内蔵される電子部品素子に対するシールド性が良好であると同時に、内蔵される電子部品素子とシールドケースとのショートといった不具合を解消できる。また、ホット端子がシールドケースの貫通穴を非接触で貫通し、一端部が樹脂ケースの内面に露出し、他端部が樹脂ケースの外面に露出するように、シールドケースとホット端子とを相対関係位置を維持した状態でインサートモールドしてあるので、シールドケースとホット端子とがショートする恐れがなく、樹脂ケースの内部に収容される電子部品素子をホット端子を介してシールドケースの外部へ確実に引き出すことができる。

本発明にかかる電子部品用パッケージの一例の底面側から見た斜視図である。図１に示す電子部品用パッケージの平面図である。図２のIII −III 線断面図である。電子部品用パッケージを製造するためのシールドケースおよびホット端子を設けたリードフレームの斜視図である。図４に示すリードフレームの平面図である。図５のVI−VI線で切断した切断・カシメ装置の製造工程図である。切断カシメ後のリードフレームの斜視図である。

以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。

図１〜図３は、本発明にかかる電子部品の一例を示す。
この電子部品は、表面実装型の赤外線センサ装置の例を示す。このセンサ装置は、有底形状（カップ形状）のパッケージ１と、その中に収容される赤外線センサＳと、パッケージ１の上端開口部に装着されるシールドカバー３０とで構成されている。

パッケージ１は、樹脂ケース２と、樹脂ケース２にインサートモールドされたシールドケース１０および複数（ここでは２本）のホット端子２０とで構成されている。シールドケース１０は、金属板により有底形状（カップ形状）に形成されており、その内面および外面が樹脂２で覆われている。シールドケース１０の底部には、長辺に沿って下方に向かって切り起こされた２個の外部端子１１と、短辺に沿って上方に向かって切り起こされた１個の内部端子１２とが形成されており、外部端子１１は樹脂ケース２の底部外面に露出し、内部端子１２は樹脂ケース２の底部内面に露出している。シールドケース１０の底部であって、外部端子１１と対向する長辺に沿った位置には、２個の貫通穴１３が形成されている。この実施例では、シールドケース１０の上端開口部１４が樹脂ケース２の上端開口部３の上面に露出しているが、露出していなくてもよい。

ホット端子２０はクランク形状に折り曲げられており、シールドケース１０の貫通穴１３に非接触で挿通され、その一端部２１が樹脂ケース２の底部内面に露出し、他端部２２が樹脂ケース２の底部外面に露出している。すなわち、ホット端子２０は、その一端部２１および他端部２２がシールドケース１０の底部に対して異なる高さになるように、立体的に配置されている。

パッケージ１の内部には、赤外線センサＳがそのセンシング面を上側に向けて収容され、その入出力用電極が樹脂ケース２の底部内面に露出したホット端子２０の一端部２１に接続され、アース用電極がシールドケース１０の内部端子１２に接続されている。パッケージ１の上端開口部はシールドカバー３０によって閉じられている。この実施例のシールドカバー３０は、赤外線は通過するが電磁ノイズを吸収する性質を持つＳｉによって形成されており、樹脂ケース２の上端開口部３に露出したシールドケース１０の上端開口部１４に電気的に接続されている。そのため、シールドカバー３０は、シールドケース１０とともに外部端子１１を介してアース電位に接続される。

上記のようにシールドケース１０およびシールドカバー３０によって赤外線センサＳの周囲６面のほぼ全域が囲まれているので、良好なシールド性能を得ることができる。しかも、赤外線センサＳのセンシング面をＳｉで形成すれば、シールドカバー３０にセンシング用の穴を開ける必要がなく、センシング領域を広く取れると同時に、シールド性を確保できるという利点がある。
なお、シールドカバー３０の材質はＳｉに限るものではなく、金属板にセンシング用の穴を設けたものでもよい。

次に、上記構成よりなるパッケージ１の製造方法を図４〜図６にしたがって説明する。図４，図５は、シールドケース１０を一体形成した第１リードフレーム４０と、ホット端子２０を一体形成した第２リードフレーム５０とを示す。第１リードフレーム４０は、フープ材から打ち抜かれたものであり、両側部に帯状のランナー４１が形成され、ランナー４１にはパイロット穴４２が一定ピッチ間隔で形成されている。ランナー４１の間にはタイバー４３を介してシールドケース１０が連結状態で形成されている。シールドケース１０は深絞り加工で形成され、その底部には外部端子１１、内部端子１２および貫通穴１３が形成されている。ランナー４１は別のタイバー４４によって連結されており、このタイバー４４には複数（ここでは２個）のバーリング部４５が形成されている。

第２リードフレーム５０もフープ材から打ち抜かれたものであり、両側部に帯状のランナー５１が形成され、ランナー５１にはパイロット穴５２が一定ピッチ間隔で形成されている。ランナー５１の間にはタイバー５３を介してホット端子２０が一体形成されている。タイバー５３には、上記バーリング部４５と対応する嵌合穴５４が形成されている。

第１リードフレーム４０と第２リードフレーム５０は、図５に示すように直交方向に配置され、図６に示すカシメ金型６０を用いてカシメ固定される。カシメ金型６０は、位置決めピン６２を有する第１金型（パンチ）６１と、第１金型６１を挿入可能な開口穴６４を有する第２金型（ダイス）６３と、第１リードフレーム４０の底面を支える第３金型６５とを備えている。位置決めピン６２の直径はバーリング部４５の外径と同一あるいはそれより僅かに大径であり、その先端にテーパ面６２ａが設けられている。位置決めピン６２は第１金型６１の挿通穴６１ａに上下に移動可能に挿通されている。挿通穴６１ａの下端開口部の周囲には、カシメ後のバーリング部４５が入り込むための環状溝６１ｂが形成されている。

図６の（ａ）に示すように、まず第１金型６１と第２金型６３との間に第２リードフレーム５０を配置し、第２金型６３と第３金型６５との間に第１リードフレーム４０を配置する。次に、第１金型６１を降下させると、図６の（ｂ）のように、第２リードフレーム５０が第１金型６１と第２金型６３との間に挟まれると共に、第１リードフレーム４０が第２金型６３と第３金型６５との間に挟まれる。そして、位置決めピン６２が第２リードフレーム５０の嵌合穴５４に挿入され、第２リードフレーム５０が第１金型６１に対して位置決めされる。なお、第１金型６１、第２金型６３、第３金型６５、および第１リードフレーム４０の相互の位置決めは図示しない位置決め手段によって実施できる。

さらに第１金型６１を降下させると、図６の（ｃ）のように、第１金型６１と第２金型６３との間で第２リードフレーム５０から一部５０ａがカットされ、カットされた部分５０ａは第１金型６１と一緒に開口穴６４の中を降下する。このとき、カット部分５０ａは嵌合穴５４に位置決めピン６２が嵌合した状態のまま降下するので、位置ずれを起こすことがない。そして、位置決めピン６２の先端テーパ面６２ａが第１リードフレーム４０のバーリング部４５に嵌合する。

ひき続いて第１金型６１を降下させると、図６の（ｄ）のように、カット部分５０ａの嵌合穴５４が位置決めピン６２によってガイドされてバーリング部４５に嵌合し、カット部分５０ａは第１金型６１で押されて第１リードフレーム４０の上面に密着する。

ここで、位置決めピン６２だけを下方に押し込むと、図６の（ｅ）のように、バーリング部４５は押し広げるようにカシメられ、バーリング部４５の一部が第１金型６１の環状溝６１ｂに入り込む。こうしてカット部分５０ａは第１リードフレーム４０に対して固定される。

その後、第１〜第３金型６１，６３，６５を型開きすると、図６の（ｆ）のように、上面にカット部分５０ａをカシメ固定した第１リードフレーム４０を取り出すことができる。図７はカット部分５０ａをカシメ固定した第１リードフレーム４０を示す。上記カット部分５０ａは、図７に示すように、第２リードフレーム５０からタイバー５３をホット端子２０と一体に連結した状態で分離したものである。そのため、ホット端子２０の一端部２１はシールドケース１０の貫通穴１３に非接触で挿入されている。

ホット端子２０を結合した第１リードフレーム４０を成形金型にセットし、インサートモールドを実施する。インサートモールド後あるいはインサートモールドと同時に、ホット端子２０とシールドケース１０を第１リードフレーム４０に連結しているタイバー４３とを適宜手段によってカットすることで、図１〜図３に示したパッケージ１を得ることができる。

上記のようにシールドケース１０とホット端子２０とからなる複合部品をインサートモールドするに際し、シールドケース１０とホット端子２０とをそれぞれリードフレーム状態（フープ材）で供給し、これらをカシメ固定し、その相対関係を維持したまま成形金型に挿入してインサートモールドするので、各部品がばらばらにならずに済み、生産性が向上するとともに、寸法精度を容易に出すことができる。また、かしめ固定のために第１リードフレーム４０にバーリング部４５を形成しておき、このバーリング部４５を第２リードフレーム５０の嵌合穴５４に嵌合させてカシメるので、固定用の専用部品が不要になり、低コストになるという利点がある。

上記実施例では、シールドケース１０に外部端子１１や内部端子１２を切り起こしによって一体形成したが、これら端子は省略可能である。また、外部端子１１や内部端子１２として、別端子をシールドケース１０に固定してもよい。本発明にかかるパッケージ内に収容される電子部品素子としては、赤外線センサに限らず、あらゆる電子部品を用いることができる。

Claims

金属板により有底形状に形成され、その底部に貫通穴が形成されたシールドケースと、
上記シールドケースの内面および外面にモールドされた有底形状の樹脂ケースと、
上記貫通穴を介してシールドケース内に非接触で挿入され、一端部が上記樹脂ケースの内面に露出し、他端部が上記樹脂ケースの外面に露出するように、上記樹脂ケース内にインサートモールドされたホット端子と、を備えたことを特徴とする電子部品用パッケージ。
上記シールドケースの上端開口部の一部または全部が上記樹脂ケースから露出するように形成され、
上記樹脂ケースの上端開口部にシールドカバーが装着され、
上記シールドカバーは上記シールドケースの上端開口部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
上記シールドケースの底部には、外側に向かって切り起こされ、一部が樹脂ケースの外面に露出した外部端子が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品用パッケージ。
上記シールドケースの底部には、内側に向かって切り起こされ、一部が樹脂ケースの内面に露出した内部端子が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子部品用パッケージ。
請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品用パッケージを使用し、
上記樹脂ケースの内部に電子部品素子を収容し、その電極部を樹脂ケースの内面に露出したホット端子の一端部に接続するとともに、
上記パッケージの開口部がシールドカバーで閉じられていることを特徴とする電子部品。
上記シールドケースの底部には、内側に向かって切り起こされ、一部が樹脂ケースの内面に露出した内部端子が形成され、
上記電子部品素子には、上記内部端子と接続された電極部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電子部品。
上記電子部品素子は赤外線センサであり、
上記シールドカバーの一部または全部がＳｉで形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の電子部品。
有底形状でかつ底部に貫通穴が形成されたシールドケースを一体に形成するとともに、上記シールドケース以外の部位にバーリング部を形成した第１リードフレームを準備する工程と、
ホット端子を一体に形成した第２リードフレームを準備する工程と、
上記ホット端子が上記貫通穴を介してシールドケース内に非接触で挿入されるように第１リードフレームと第２リードフレームとを重ね合わせ、上記ホット端子を上記第２リードフレーム内のランナーに連結するためのタイバーを第１リードフレームのバーリング部にカシメ固定するとともに、上記タイバーを第２リードフレームから分離する工程と、
上記カシメ固定された第１リードフレームおよび上記ホット端子を含むタイバーを金型に挿入し、上記シールドケースの内面および外面に樹脂モールドする工程であって、上記ホット端子の一端部が樹脂モールドされた樹脂ケースの内面に露出し、他端部が樹脂ケースの外面に露出するように樹脂モールドする工程と、
樹脂モールド後、上記タイバーからホット端子のみを分離してパッケージを得る工程と、を備えた電子部品用パッケージの製造方法。