(57)【要約】      （修正有）【課題】ダイ取り付けの高温度に耐える低価格の回路パッケージを提供。【解決手段】半導体集積回路素子を収納するための回路パッケージ１００が、高含量銅のフランジ１０２、一つまたはそれ以上の高含量銅のリード１０６およびフランジとリードに成形される液晶ポリマーフレームを含む４１０４。フランジは、成形フレームと機械的に連結する鳩尾型の溝または他の形状のフレーム保持構造部５００を含む。成形の間、フレームの一部は、フレーム保持構造部にまたはその周囲に固定するキーを形成する。リードは、フレームを機械的に連結する一つまたはそれ以上のリード保持構造部を含む。成形の間、フレームの一部はリード保持構造部にまたはそれに接して固定する。フレームは、湿気の浸入防止のための化合物を含み、その熱膨張係数はリードとフランジの熱膨張係数にマッチする。フレームはダイ取り付け温度に耐えるように処方される。【選択図】図５Ａ
2010226135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも５０％の銅からなる固体金属胴体からなり、該金属胴体の第１の側の中央に位置する平面状ダイ取り付け領域は２５．４ｍｍ（１インチ）当たり０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）以内で平らであり、その表面粗さは１．６μｍ（６４マイクロインチ）未満とすると共に、前記第１の側の反対側に位置する第２の側の表面粗さを１．６μｍ（６４マイクロインチ）未満とすることを特徴とする半導体ダイ装着用フランジ。
【請求項２】
前記金属胴体が複数の開口を区画し、それによりフランジが基板に実装され得ることを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項３】
前記金属胴体が少なくとも９０％の銅からなることを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項４】
前記金属胴体が少なくとも９８％の銅からなることを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項５】
前記金属胴体が、銅と、ジルコニウムと銀からなる群から選ばれる少なくとも一つの材料との合金からなることを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項６】
前記金属胴体が少なくとも９８％の銅を含む合金からなることを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項７】
前記合金が０．０５％と１．５％の間の量のジルコニウムと少なくとも９８．５％の銅を含むことを特徴とする請求項６に記載のフランジ。
【請求項８】
前記合金が０．０８５％の銀と少なくとも９９．９％の銅を含むことを特徴とする請求項６に記載のフランジ。
【請求項９】
前記金属胴体が少なくとも一つの切込みを区画する凹部を含むことを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項１０】
前記凹部が鳩尾形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項９に記載のフランジ。
【請求項１１】
前記凹部がＴ字−形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項９に記載のフランジ。
【請求項１２】
前記凹部がＬ字−形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項９に記載のフランジ。
【請求項１３】
前記金属胴体が少なくとも一つの切り込み部分を区画する畝部を含むことを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項１４】
前記畝部が鳩尾形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項１３に記載のフランジ。
【請求項１５】
前記畝部がＴ字−形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項１３に記載のフランジ。
【請求項１６】
前記畝部がＬ字−形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項１３に記載のフランジ。
【請求項１７】
前記金属胴体の第２の側が、凸状であることを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項１８】
前記第２の側の凸状が、少なくとも０．００２５４ｍｍ（０．０００１インチ）であることを特徴とする請求項１７に記載のフランジ。
【請求項１９】
前記第２の側の凸状が、０．０１２７ｍｍと０．０２５４ｍｍ（０．０００５と０．００１０インチ）の間にあることを特徴とする請求項１７に記載のフランジ。
【請求項２０】
固体金属胴体からなり、該金属胴体の第１の側の中央に位置する平面状ダイ取り付け領域は２５．４ｍｍ（１インチ）当たり０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）以内で平らであり、その表面粗さは１．６μｍ（６４マイクロインチ）未満とすると共に、前記第１の側の反対側に位置する第２の側の表面粗さを１．６μｍ（６４マイクロインチ）未満とし、かつ凸状とすることを特徴とする半導体ダイ装着用フランジ。
【請求項２１】
前記金属胴体が複数の開口を区画し、それによりフランジが基板に実装され得ることを特徴とする請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２２】
前記第２の側の凸状が、少なくとも０．００２５４ｍｍ（０．０００１インチ）であることを特徴とする請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２３】
前記第２の側の凸状が、０．０１２７ｍｍと０．０２５４ｍｍ（０．０００５と０．００１０インチ）の間にあることを特徴とする請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２４】
前記金属胴体が少なくとも５０％の銅からなることを特徴とする請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２５】
前記金属胴体が少なくとも９０％の銅からなることを特徴とする請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２６】
前記金属胴体が少なくとも９８％の銅からなることを特徴とする請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２７】
前記金属胴体が、銅と、ジルコニウムと銀からなる群から選ばれる少なくとも一つの材料との合金からなることを特徴とする請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２８】
前記金属胴体が少なくとも９８％の銅を含む合金からなることを特徴とする請求項２０に記載のフランジ。
【請求項２９】
前記合金が０．０５％と１．５％の間の量のジルコニウムと少なくとも９８．５％の銅を含むことを特徴とする請求項２８に記載のフランジ。
【請求項３０】
前記合金が０．０８５％の銀と少なくとも９９．９％の銅を含むことを特徴とする請求項２８に記載のフランジ。
【請求項３１】
固体金属胴体からなり、該金属胴体の第１の側の中央に位置する平面状ダイ取り付け領域は２５．４ｍｍ（１インチ）当たり０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）以内で平らであり、その表面粗さは１．６μｍ（６４マイクロインチ）未満とすると共に、前記第１の側の反対側に位置する第２の側の表面粗さを１．６μｍ（６４マイクロインチ）未満とし、かつ金属胴体が少なくとも一つの切り込みを区画する凹部を含むものであることを特徴とする半導体ダイ装着用フランジ。
【請求項３２】
前記金属胴体が複数の開口を区画し、それによりフランジが基板に装着され得ることを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項３３】
前記凹部が鳩尾形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項３４】
前記凹部がＴ字−形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項３５】
前記凹部がＬ字−形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項３６】
前記金属胴体が少なくとも５０％の銅からなることを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項３７】
前記金属胴体が少なくとも９０％の銅からなることを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項３８】
前記金属胴体が少なくとも９８％の銅からなることを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項３９】
前記金属胴体が、銅と、ジルコニウムと銀からなる群から選ばれる少なくとも一つの材料との合金からなることを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項４０】
前記金属胴体が少なくとも９８％の銅を含む合金からなることを特徴とする請求項３１に記載のフランジ。
【請求項４１】
前記合金が０．０５％と１．５％の間の量のジルコニウムと少なくとも９８．５％の銅を含むことを特徴とする請求項４０に記載のフランジ。
【請求項４２】
前記合金が、０．０８５％の銀と少なくとも９９．９％の銅を含むことを特徴とする請求項４１に記載のフランジ。
【請求項４３】
固体金属胴体からなり、該金属胴体の第１の側の中央に位置する平面状ダイ取り付け領域は２５．４ｍｍ（１インチ）当たり０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）以内で平らであり、その表面粗さは１．６μｍ（６４マイクロインチ）未満とすると共に、前記第１の側の反対側に位置する第２の側の表面粗さを１．６μｍ（６４マイクロインチ）未満とし、かつ金属胴体が少なくとも一つの切り込みを区画する畝部を含むものであることを特徴とする半導体ダイ装着用フランジ。
【請求項４４】
前記金属胴体が複数の開口を区画し、それによりフランジが基板に装着され得ることを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項４５】
前記凹部が鳩尾形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項４６】
前記凹部がＴ字−形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項４７】
前記凹部がＬ字−形状の断面を有する部分を含むことを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項４８】
前記金属胴体が少なくとも５０％の銅からなることを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項４９】
前記金属胴体が少なくとも９０％の銅からなることを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項５０】
前記金属胴体が少なくとも９８％の銅からなることを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項５１】
前記金属胴体が、銅と、ジルコニウムと銀からなる群から選ばれる少なくとも一つの材料との合金からなることを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項５２】
前記金属胴体が少なくとも９８％の銅を含む合金からなることを特徴とする請求項４３に記載のフランジ。
【請求項５３】
前記合金が０．０５％と１．５％の間の量のジルコニウムと少なくとも９８．５％の銅を含むことを特徴とする請求項５２に記載のフランジ。
【請求項５４】
前記合金が、０．０８５％の銀と少なくとも９９．９％の銅を含むことを特徴とする請求項５３に記載のフランジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、２００３年１月２９日に出願の合衆国仮出願第６０／４４３．４７０号の恩恵を受けることを主張するもので、この出願の内容をここに参考記載として組み入れるものである。
【０００２】
［連邦政府支援の研究又は開発に関する声明］
なし
【０００３】
［発明の背景］
本出願は、集積回路のための回路パッケージに用いられる半導体ダイ装着用フランジに関するものである。
【０００４】
半導体及びその他の集積回路デバイス類（“チップス”又は“ダイ”と指称するときもある）は、一般的には、回路パッケージ内に内蔵されて、前記ダイを保護し、電気的に助長し、前記ダイを機械的に、そして、熱的にプリント回路ボード類、ヒートシンク類などに接続するようになっている。一般的な回路パッケージには、基体（通常“スラッグ”又は“フランジ”として指称されている）、保護絶縁ハウジング及び前記ハウジングからのびているリードが含まれる。前記ハウジングの内部には、前記リーロ線が前記ダイの接点に直接電気的にボンドされているか、又は、さらに普通には、ワイヤにより接続されている。
【０００５】
前記保護ハウジングは、プラスチック又はセラミックのような誘電素材から作られていて、前記フランジに取り付けられ、前記ダイと接合ワイヤ類をカプセル化し、これらを水蒸気及びその他の大気中の気体の浸入から守るようになっている。殆ど多くの保護ハウジングは、二つの部材、即ち、一対の側壁（“フレーム”）と蓋とを備えているが、ハウジングには、一体ものとして成形されものもある。前記フレームと前記ダイとが前記フランジに取り付けられるオーダーは、前記フレームのマテリアル、さらに詳しくは、該マテリアルが変形せずに耐え得る最高温度であって、これを越えると変形してしまう温度に応じて変えられる。
【０００６】
高出力のダイのための回路パッケージには、一般的に言って、金属フランジが含まれているもので、大抵の場合、共融合金はんだづけにより前記ダイが前記フランジに取り付けられている。一般的に言って、前記フランジには、ねじ孔やねじ溝類などの取り付け構造部が備えられていて、これによって、回路パッケージが例えばヒートシンクのようなものに装着されることができるようになっている。実用においては、前記フランジは、前記ダイから前記ヒートシンクへ熱を伝える。
【０００７】
ダイをフランジに取り付けるのに使用される高い温度がプラスチックにダメージを与えたり、変形させたりするが、セラミック素材は、このような高温度に耐えることができる。したがって、前記ダイの取り付けに先立ち、セラミックフレームを使用する回路パッケージをアッセンブリーすることができる。
【０００８】
セラミックフレームの熱膨張係数に合わせるために、これらフレームのためのフランジは、粉末冶金溶浸プロセスによる銅タグステン合金で作られるのが一般的である。このプロセスは、極めて高価なもので、できた合金の熱伝導性に限界がある。熱伝導性は、溶浸プロセスと後続のラミネーションプロセスにより作られた銅−モリブデン−銅をラミネートしたフランジ類の使用で改善できるが、これらのプロセスは、極めて高価なものになる。
【０００９】
また別に、前記フレームとダイの取り付けに先立ち、前記フランジに前記ダイを取り付けることもできる。この試みは、前記フレームに低温でのプラスチックの使用を可能にするものであるが、前記フレームを前記フランジと前記蓋に取り付けるのに接着剤を使用するため満足な結果にはならない。これらの接着剤ではシールが不完全であったり、空隙が生じたりして、回路パッケージの使用の間隙間ができることが往々にして起こる。さらに、回路パッケージのユーザーは、フランジ類、フレーム類及び蓋類の数を調べたり、ダイをフランジに取り付けたりした後に、これらの部品類を組み立てすることを好まない。
【００１０】
［発明の概要］
この発明は、ダイ取り付けの高温度に耐え、接着剤を使用せずにダイのためのハーメチック（気密）シールされた空間部を確保できる部品点数が少なく、低価格の回路パッケージを提供するものである。この回路パッケージの構造は、幾つかの機械的特徴と構成を利用して、完全密封性と温度耐性を達成したものである。この組合せは、また、在来の回路パッケージよりもすぐれた導電性と熱伝導性及び機械的一体性を示す回路パッケージを提供するものでもある。
【００１１】
前記回路パッケージには、二つのパーツが含まれている：フランジ／フレーム／リード組合せもの及び蓋。リードは、オープントップのフレームの側壁を通りのびている。前記フランジには、前記フレームで囲われたダイ取り付け領域が含まれている。前記フランジとフレームの間及びリードとフレームの間の境界にそって前記フレームの内側にシールが施されている。前記フレームの素材（熱可塑性ポリマー、好ましくは、液晶ポリマー）及びシール（好ましくはエポキシ）を処方してダイ取り付け温度に耐えるようにしてある。ダイが前記フランジに取り付けられ、前記ダイが前記リードに電気的にボンドされれば、前記蓋を前記フレームに溶接して前記ダイを囲む空間キャビティをシールする。
【００１２】
前記回路パッケージのフランジ、フレーム及びリード類には、接着剤を使用せずに前記回路パッケージの機械的一体性を維持する一つ又は複数の構造的特徴が含まれている。これらの特徴は、前記フランジとリードをこれらそれぞれの接合部で前記フレームに機械的にロックする点にある。
【００１３】
一つの実施例においては、前記フランジは、前記ダイ取り付け領域を囲むフレーム保持特徴を構成している。この保持特徴は、例えば、溝部であったり、畝部であったりしているもので、これらには、あり継ぎ構造又はその他のアンダーカット断面形状部が含まれている。前記熱可塑性フレームは、例えば射出成形手段により前記フランジに成形される。成形工程の間、前記リードのまわりに前記フレームも成形され、前記リードは、前記フレームの側壁を介して前記フレームの外側から前記空間キャビティ領域へ達している。
【００１４】
一つのリード保持特徴は少なくとも一つの孔を構成し、この孔は、前記リードを貫通している。成形工程の間、この孔にフレームの熱可塑性素材が流入し、ついで、該孔内で硬化することで前記リードを前記フレーム内にロックするようになる。
【００１５】
別のリード保持特徴は、前記空間キャビティ領域内にある前記リードの上又は近くにフック状のエッジ、畝部または他の構造部を構成する。この構造は、前記リードと同じ面にはなっていない。成形工程の間、フレームの熱可塑性素材の一部がこの構造部の外面部分に対し硬化し、これによって前記リードが前記フレームから引き抜かれるのを防ぐ機械的バリヤーが作られる。
【００１６】
前記フランジ、フレーム及びリード類の組成物は、熱膨張係数（ＣＴＥ）が合致しており、これによって、これらパーツ類の間のそれぞれの接合部におけるストレスを減らすようになっている。これらの組成物は、また、前記フランジにより良好な熱伝導性をもち、前記リードと前記フランジにより良好な導電性をもつものである。一つの実施例においては、前記フランジは、銅の含有率が高く作られていて、少量のジルコン、銀又は他のマテリアルにより増量されている。別の実施例においては、前記リード類は、銅の含有率が高く作られていて、少量の鉄、燐、亜鉛及び又は他のマテリアルにより増量されている。また別の実施例においては、前記フレームにおけるグラファイト・フレークで湿気バリヤーを作っている。これらのグラファイト・フレーク及び他の添加物類は、前記フレームのＣＴＥを前記フランジのＣＴＥに合致させるようにする。オプショナルにフィルムを前記フレーム及び／又は蓋の外部又は内部に施し、前記空間キャビティ内への湿気の浸入度合いをさらに低下させることもできる。
【００１７】
［図面の簡単な説明］
これらおよび他の本発明の特徴、利点および態様については当業者は以下の説明から次の添付の図面を参考にしてより明らかにできる：
図１は、本発明の一態様に従う、蓋がない回路パッケージの斜視図である。
図２は蓋を有する図１の回路パッケージの斜視図である。
図３は、図１の回路パッケージの製造に使用されるような一つのリードフレームの上面図である。
図４Ａは、図３のリードフレームにフレームとフランジが成形されて装着された後のものの上面図である。
図４Ｂは、図４Ａに示されるストリップの一つのリードフレームの上面図である。
図５Ａは、図１の回路パッケージの部分分解図である。
図５Ｂは、図１の回路パッケージの他の態様の部分分解図である。
図６Ａ−Ｃは、それぞれ製造の３段階の一つを示す図１の回路パッケージのフランジの断面図である。
図７Ａ−Ｄは、図１の回路パッケージのフランジに装着されるダイの概略図である。
図８Ａは、図１の回路パッケージのリードの詳細な斜視図である。
図８Ｂは、図１の回路パッケージのリードのいくつかの代替の態様の断面図である。
図９は、図１の回路パッケージのフレームの部分の概略断面図である。
図１０は、図１の回路パッケージのシールを示す部分の拡大図である。
図１１Ａと１１Ｂは、図１０のシールの二つの態様をそれぞれ示す図１の回路パッケージの断面図である。
図１２は図１０、１１Ａおよび１１Ｂのシールとして使用するに適当な材料の一態様について、粘度とせん断速度との関係を示すグラフである。
図１３Ａは、図１の回路パッケージのための蓋の斜視図である。
図１３Ｂは、一つの態様に従うものである図１３Ａの蓋の部分の斜視図である。
図１４は、図１の回路パッケージを製造する方法のフローチャートである。
【００１８】
［発明の詳細な記述］
この発明は、ダイ取り付けの高温度に耐え、接着剤を使用せずにダイのためのハーメチック（気密）シールされた空間部を確保できる部品点数が少なく、低価格の回路パッケージを提供するものである。図１は、この発明の一つの実施例による模範的な回路パッケージ１００を示す。分かりやすくするために、この回路パッケージは、蓋なしで示されている。前記回路パッケージ１００には、フランジ１０２、フレーム１０４及び二つのリード１０６，１０８が含まれている。フレーム１０４は、二つのリード１０６，１０８をフランジ１０２に対し、そして互いに電気絶縁している。ダイ１１０は、共融合金はんだ付け部１１４などによりダイ取り付け領域１１２に取り付けられている。分かりやすくするために、図１では、一つのダイのみが示されているが、一般的には、二つ又はそれ以上のダイがダイ取り付け領域１１２に装着されるようになっている。
【００１９】
共融合金はんだ付け部１１４は、ダイ１１０をフランジ１０２へ電気的に接続している。共融合金はんだ付け部１１４は、また、ダイ１１０からフランジ１０２へ熱を逃がす。実用においては、フランジ１０２は、溝孔１１６，１１８に通されるボルト類（図示せず）によりヒートシンク（図示せず）に取り付けられるようになっているのが一般的ではある。ダイ１１０は、ワイヤ１２０，１２２などによりリード１０６，１０８に電気的に接続する。これらのワイヤ１２０，１２２は、リード１０６，１０８に超音波接合されていることが好ましい。一つのダイ１１０と二つのリード１０６，１０８が図示されているが、これら以上のダイ及び／又はリードも使用可能である。図２は、蓋２００が施蓋された後の回路パッケージを示し、これについては、詳しく後記する。  
【００２０】
回路パッケージ１００は、いくつかの特徴と構成を用いて前記ダイを前記空間キャビティ内にハーメッチクシールし、高温度に耐えるようにしている。前記したように、この組合せにより、前記回路パッケージ１００の導電性、熱伝導性及び機械的一体性の度合いを高めているものでもある。以下の記述は、回路パッケージ１００の製造のためのプロセスの全体像から始まるものである。ついで、フランジ１０２とその製造についての詳しい記述に移る。これに続いて、リード１０６，１０８、フレーム１０４に使用の液晶ポリマーの組成、蓋２００そして回路パッケージ１００の製造プロセスの詳細な説明に入ることとする。
【００２１】
［製造の全体像］
この発明による回路パッケージ１００は、在来の回路パッケージ同様に帯状体又はリールに巻かれて製造されることが好ましい。図３は、リードフレーム３０２，３０４のようなリードフレームの帯状体３００を示す。各リードフレームには、３０６，３０８で示されている二つのリードが含まれている。一つの実施例に於いては、リードフレーム帯状体３００が打ち抜き又はエッチングされたとき、複数の孔がリード３−６．３０８に貫通される。これらの孔の例が３１０で示されている。これらの孔３１０は、詳しく後記するように、フレームをリード３０６，３０８にロックするために使用される。
【００２２】
リードフレーム帯状体３００が作られた後、フレームが好ましくは射出成形でリードフレーム帯状体の各リードフレームに成形される。図４Ａは、フレーム４００のような複数のフレームが前記複数のリードフレームに成形された後のリードフレーム帯状体３００Ａを示す。図４Ｂは、一つの完成されたリードフレーム４０４を示す。複数のリードフレームは、一つ一つ個別に又は帯状体で又は巻かれて次々の製造作業者へ供給され、彼らによりダイが前記リードフレームに取り付けられる。
【００２３】
［フランジ］
フランジ１０２は、基体となるもので、これに本回路パッケージの他のパーツ類が取り付けられる。さらに、フランジ１０２は、代表的には、ダイからヒートシンクへ熱を伝え、前記ダイの一つの端子をプリント基板に電気的に接続するものでもある。フランジ１０２は、好ましくは銅の含有率が高い合金（少なくとも約５０％の銅）で作られ、導電性と熱伝導性に富み、ダイ取り付け温度におけるアニールに耐えるようになっている。この合金には、少なくとも一つの極微量の金属が含まれていることが好ましい。フランジ１０２は、少なくも約９８％の銅と約０．０５％から約１．５％のジルコニウムからなることが好ましいが、別の高い銅の含有率にしても差し支えない。フランジ１０２は、約９９．９％の銅と約０．１％のジルコニウムからなることがさらに好ましい。フランジ１０２は、厚みが約２．５４μｍ（約１００マイクロインチ）のニッケルで電気めっきされて、拡散バリヤ層を形成し、約１．７μｍ（約６５マイクロインチ）の金で電気めっきされて、ダイ１１０をフランジにはんだ付けするのを容易にする。
【００２４】
また別に、フランジ１０２は、少なくも約９９．５％の銅と約０．０８５％の銀からなるものでもよいが、別の高い銅の含有率にしても差し支えない。ジルコニウムは、銀より好ましいもので、これは、ジルコニウムをもつ合金は、銅の含有率が高く、したがって、熱伝導性と導電性が銀をもつ合金よりも良好であるからである。銅−ジルコニウム合金によりフランジの熱伝導性が従来技術の銅−タングステン及び銅−モリブデン−銅フランジよりもすぐれており、このようなフランジ又はこのようなフランジに取り付けられたダイを用いる回路パッケージは、従来技術のパッケージよりも大きな出力を出すことができるようになる。さらに加えて、銅−ジルコニウム合金は、銅含有率が高い大抵の合金よりもアニール温度が高く、ダイ取り付け温度までに加熱されても歪みが少ない。
【００２５】
上記したように、フレーム１０４は、好ましくは射出成形でフランジ１０２へ成形される。この成形の結果、前記フレームは、フランジ１０２にくっつくが、このくっつき方は、不完全であり、前記ダイのはんだ付けと動作の熱により破壊されてしまう。この問題を解決するために、フランジ１０２は、フレーム１０４と前記フランジとを機械的にインターロクする機械的特徴を含むことが好ましい。
【００２６】
この特徴は、図５Ａに図示されているもので、この図は、図１を参照して述べた回路パッケージ１００の一部の断面斜視図である。フランジ１０２には、フレーム保持構造部５００が構成されていて、これは、フレーム１０４と前記フランジとを機械的に結合するために使用される。フレーム１０４をフランジ１０２に成形するとき、前記フレームの素材の一部が前記フレーム保持構造部５００に流入し、硬化してキイ５０２が作られる。フレーム保持構造部５００は、ある断面プロフィールを持ち、キイ５０がこれに対する相補プロフィールをもつ。このようにして、硬化したキイ５０２は、フレーム保持構造部５００にインターロックし、これによって、前記フレームと前記フランジとの間に接着剤を添加せずに、フレーム１０４がフランジ１０２から引き抜かれないようになる。
【００２７】
フレーム保持構造部５００は、少なくとも一つのアンダーカット部を含む。前記保持構造部５００は、あり溝断面になっていて、アンダーカット部５０４，５０６を構成している。Ｔ、Ｌ又は円板に棒がついた形状のような他の断面形状でもよい。
【００２８】
図５Ａに示されたフレーム保持構造部５００は、フランジ１０２の隣接面に押し込まれるようになっているが、図５Ｂに示すように、前記隣接面から立ち上がるようになっていてもよい。別の形のフランジ１０２Ａは、フレーム保持構造部５００Ａを構成し、これは、前記隣接面からしっかり立ち上がっている。フレーム１０４Ａをフランジ１０２Ａに成形するとき、前記フレームの素材の一部が前記フレーム保持構造部５００Ａのアンダーカット部５０４Ａ，５０６Ａにそってぐるりっと流れ込み、硬化する。この場合には、フレーム１０４Ａ内側にキイ５０２Ａが構成されることになる。
【００２９】
図５Ａに戻ると、フレーム保持構造部５００は、一連のプログレッシブ・スタンピング（一連の打ち抜き加工）によりフランジ１０２に形成される。図６Ａ〜図６Ｃは、種々の加工段階におけるフレーム保持構造部５００の断面を示す。図６Ａは、フレーム保持構造部５００が作られる前のフランジブランク１０２Ｂを示す。
【００３０】
図６Ｂは、前記フランジブランクに断面矩形の第１の溝６００が作られたフランジブランク１０２Ｃを示す。この加工操作により溝６００に壁６０２，６０４が作られる。溝６００は、約０．５０８ｍｍ（約０．０２インチ）の幅寸法（寸法Ａ）になっていることが好ましく、約０．５０８ｍｍ（約０．０２インチ）の深さ寸法（寸法Ｂ）になっていることが好ましい。
【００３１】
図６Ｃは、第１の溝６００に対し断面矩形の第２の溝６０６が作られた後のフランジ１０２を示す。この第２の加工操作により、壁６０２，６０４（図６Ｂ）を変形させ、この溝の頂部近辺を僅かにおしつぶす。変形した壁６０２Ａ，６０４Ａで図５Ａを参照しての前記説明のようなアンダーカット部５０４，５０６が形成される。第２の溝６０６は、約１．２７ｍｍ（約０．０５インチ）の幅寸法（寸法Ｄ）になっていることが好ましく、約０．２５４ｍｍ（約０．０１インチ）の深さ寸法（寸法Ｃ）になっていることが好ましい。このようにしてできた、あり溝形状のものは、約０．１７７８ｍｍ（約０．００７インチ）の狭い寸法（寸法Ｅ）で、オーバーハング部分の寸法が約０．１６５ｍｍ（約０．００６５インチ）（寸法Ｆ）になっている。オーバーハング部分（Ｆ）は、フレーム１０４に使用の液晶ポリマー（後記）に対し少なくとも約０．１２７ｍｍ（約０．００５インチ）であることが好ましい。
【００３２】
これらすべての寸法は、フランジ１０２のサイズ、素材及び温度、フレーム１０４のサイズ、素材及び温度、前記フランジとフレームの接合部分における所望の強度、コスト又は他の要素など、当業者の熟知しているものに応じて変えられるものである。
【００３３】
フランジ１０２には、また、機械的特徴が含まれていて、これは、フランジとヒートシンクとの間を熱が具合よく確実に伝わることようにする点である。ヒートシンク類は、一般的には、一方の面が機械的に研磨されて平坦になっている。回路パッケージとヒートシンクとの間の接合部の熱伝導を高めるために、前記回路パッケージをこの平坦な面に空隙無しにぴったり寄り添わせるようにしなければならない。
【００３４】
フレーム保持構造部５００を作るために行われる打ち抜き加工（上記）でフランジ１０２の底部を変形させてしまい、これによって前記回路パッケージが前記ヒートシンクに対し平に寄り添えなくなる。このような変形を改善するために、フランジ１０２の底面を打ち抜き加工後にラップ盤で磨き上げることが好ましい。さらに、又は、別途に厚み寸法（５Ａの寸法Ｇ）を好ましくは約３．１７５ｍｍ（約０．１２５インチ）厚くすることで、前記スタンプ（打ち抜き）加工による変形量を少なくし、フランジ１０２の底面をラップ磨き上げしなくてもすむようにできる。
【００３５】
ダイ１１０とフランジ１０２の熱伝導率ＣＴＥの相違で、前記ダイを前記フランジにはんだ付けするとき、前記フランジを変形させてしまう。図７Ａ〜図７Ｄは、このような状況の略図である。図７Ａは、平らな底面７００をもつフランジ１０２Ｄと前記フランジに未だハンダ付けされていないダイ１１０を示す。はんだ材１１４Ａは、未だ溶けていない。銅／ジルコニウムのフランジのＣＴＥは、約１７ｐｐｍ／°Ｃであるが、シリコンのダイのＣＴＥは、約２．８ｐｐｍ／°Ｃである。ダイ１１０とフランジ１０２Ｄとが加熱されて該ダイを前記フランジにはんだ付けする際、前記ダイとグランジは、膨張する。
【００３６】
ついで、そして図７Ｂに示すように、ダイ１１０とフランジ１０２Ｄが冷えると、共融合金ハンダ１１４Ｂが直ちに硬化してしまうが、前記フランジとダイは、冷えながら収縮してゆく。共融合金はんだ１１４Ｂは、非常に硬く、ぐっと引き延ばされるものではない。したがって、フランジ１０２Ｄの上面７０２は、前記フランジよりもＣＴＥがぐっと低いダイ１１０により拘束されてしまう。その結果、フランジ１０２Ｄの上面７０２は、その底面７００よりも収縮度合いが小さく、該底面は、凹面形状になり、該フランジがヒートシンクに装着されると、間隙が残ってしまう。
【００３７】
はんだ付け後、フランジ１０２が凹面になる傾向に対抗するために、はんだ付けする前に前記フランジを僅かに凸面形状にしておく。図７Ｃは、ダイ１１０を該フランジにはんだ付けする前のフランズ１０２を示す。フランジ１０２の底面７０４は、凹面に張り出す寸法（寸法Ｈ）がはんだ付けにより導入される凹面になる度合いよりも大きな形状になる。一つの実施例においては、底面７０４は、前記フランジの長さにわり少なくとも約０．００２５４ｍｍ（約０．０００１インチ）だけ張り出している。別の実施例においては、底面７０４は、約０．０１２７ｍｍ（約０．０００５インチ）から約０．０２５４ｍｍ（約０．００１０インチ）の間の張り出しになっている。この寸法度合いは、使用されるはんだ付け技術フランジにはんだ付けされるダイの数、サイズと配置、前記フランジの長さ、幅及び圧さ、さらには前記フランジの構成などの種々の要因におうじて変わるものである。在来のフランジ類は、一般的には、厚みが約１．０１６ｍｍまたは約１．５７５ｍｍ（約０．０４０又は０．０６２インチ）である。好ましくは約３．１７５ｍｍ（約０．１２５インチ）のフランジの厚さ（図５Ａの寸法Ｇ）は、はんだ付けによる変形の量を減らすことができる。前記底面の張り出しは、成形加工により形成されることが好ましいが、サンドペーパー磨き、曲げ加工、鋳造又は鍜造のような別の加工でもよい。
【００３８】
図７Ｄは、前記ダイ１１０がフランジ１０２にはんだ付けされ、両者が冷えた後のフランジ１０２を示す。底面７０４は、好ましくは僅かに反った形になっている。フランジ１０２がヒートシンクに装着されると、ねじを前記フランジに取り付ける力（矢印７０６，７０８）で前記フランジがヒートシンクに対し平らにされ、フランジとヒートシンクの間の接合部の熱伝導性が良好になる。
【００３９】
前記したように、フランジ１０２は、概ね平らなダイ取り付け領域１１２を含み、この領域にダイがはんだ付けされるか、エポキシ接着されるか又はその他の手段で取り付けられる。ダイ取り付け領域１１２は、２５．４ｍｍ（インチ）当たり約０．０２５４ｍｍ（約０．００１インチ）以下で平らになっていることが好ましく、さらに好ましくは２５．４ｍｍ（インチ）当たり約０．０１２７ｍｍ（約０．０００５インチ）以下で平らになっていて、ダイ１１０と前記ダイ取り付け領域とが具合よく共融合金はんだ接合されるようになっている。さらに、前記ダイ取り付け領域の粗さは、約１．６μｍ（約６４マイクロインチ）以下であることが好ましく、これによってヒートシンクへ熱が良好に伝わるようになっている。エポキシのような接着剤を使用してファイ１１０をダイ取り付け領域１１２へ取り付ける場合には、ダイ取り付け領域の平坦度は、２５．４ｍｍ（インチ）当たりやく０．１２７ｍｍ（約０．００５インチ）内であることが好ましく、滑らかさは、約１．６μｍ（約６４マイクロインチ）内になっている。
【００４０】
前記したように、フランジ１０２には、取り付け溝１１６，１１８が含まれている。また別に、フランジ１０２には、ねじがきってあるか、又は、ねじはきっていない複数の孔が含まれる。これらの場合、フランジ１０２は、これらの開口にボルト類や他のファスナー類によりヒートシンク又は他の代替品に取り付けられる。また別にフランジ１０２は、フランジ１０２をヒートシンク又は他の代替品にはんだ付けで取り付け溝をなくすこともできる。
【００４１】
［リード］
図１について前記したように、フレーム１０４は、好ましくは射出成形でフランジ１０２、リード１−６．１０８へ成形される。この成形工程の間、フレーム１０４は、リード１０６．１０８のまわりに成形されるのが好ましく、これらリードは、前記フレームの側壁を介して前記フレーム外側から空間キャビティ領域へ張り込む。この成形の結果、前記フレームは、リード１０６，１０８にくっつくが、このくっつきは、完全なものではなく、ダイのはんだ付けの熱及び動作によりこわれてしまう。この問題を解決するために、各リード１０６，１０８には、一つ又は複数のリード保持機構をもたせて前記リーソをフレーム１０４に固定するようにすることが好ましい。
【００４２】
リード保持機構の一つは、図８に示すように、各リードに少なくとも一つの孔３１０を貫通しておく。前記したように、これら孔３１０は、リードフレーム３００（図３）を打ち抜いたり、エッチングしたりするときにリード１０６，１０８に形成するものである。フレーム１０４が前記リードに接触するラインにそって配置の複数の好ましくは矩形の孔３１０が各リード１０６，１０８に含まれていることが好ましい。成形工程の間、熱可塑性のフレーム素材が孔３１０へ流入し、硬化し、フレーム１０４内でリード１０６又は１０８を機械的にロックし、前記リードとフレームとの間に添加される接着剤の必要なしに前記フレームから前記リードが引き出されないようになる。図５Ａに示すように、複数の孔３１０は、フレーム１−４により完全に覆われることが好ましい。
【００４３】
リード１０６，１０８の導電性は、回路パッケージ１００の全体のパフォーマンスに貢献するものである。リード１０６，１０８の導電性は、側面、即ち前記リードを通る電流の流れ方向に対しほぼ垂直な前記リードの断面領域に比例する。複数の孔３１０は、この断面領域（図８のＢ−Ｂ線部分参照）を狭くするから、前記孔の数、配置、サイズ及び形状を選択してリード１０６，１０８の効率的な導電性の損失を最低にすることができる。好ましくは、前記孔３１０は、前記リードの断面領域を最高約２５％減らすことがきるが、構成されたリードの導電性が構造基準に合いさえすれば、この減少度をさらに低くできる。
【００４４】
矩形の孔３１０は、硬化してリード１０６，１０８をロックする熱可塑性フレーム素材の量を最も多量にする一方、前記リードの導電性の低下をなくすようにする。矩形の孔３１０の長い方の方向は、前記リード１０６，１０８を流れる電流の方向に平行になっていることが好ましい。フレーム１０４の側壁の厚さによっては、前記孔３１０を正方形にできる。
【００４５】
図８に示す別のリード保持構造では、フック状の又は曲げた（以下では、まとめて“フック状”という）エッジ８００、畝部、凹部又は別の構造が空間キャビティ領域内にあるリード１−６，１０８の端部に又は端部近くに設けられている。この構造は、前記リードと同一平面上にはない。図５Ａから分かるように、成形工程の間、フレームの熱可塑性素材の一部がこの構造の外側に面している部分において又は対し硬化し、これによってリード１０６がフレーム１０４から抜け出ないようにする機械的バリヤが作られる。フック状のエッジ８００、畝部又は他の構造は、リードフレーム３００（図３）が打ち抜き加工されるときにリード１０６，１０８に形成される。フック状エッジ８００は、リード保持構造にとって好ましい実施例であるが、他の形状も使用できる。いくつかの許容できる形状のものの断面を図８Ｂに符号８００Ａ〜８００Ｆで示す。
【００４６】
図１を参照して前記したように、リード１０６，１０８は、ダイ１１０を回路パッケージ又は均等物に電気的に接続するために用いられる。リード１０６，１０８は、銅の含有率が高い合金（銅が少なくとも５０％）から作られて、良好な導電性をもち、フレーム１０４のＣＴＥに合致するようになっている。銅の含有率が高いリードは、一般的にはニッケル４２％、鉄５５％の（合金４２として広く知られている）従来のリード類よりもすぐれた導電性をもつ。さらに加えて、リード１０６，１０８は、拡散バリヤ層となる約２．５４μｍ（約１００マイクロインチ）のニッケル層と前記リードをワイヤボンドしたりはんだ付けしたりするのを容易にする約１．６２５μｍ（約６５マイクロインチ）の金の層で電気めっきされるのが好ましい。
【００４７】
リード１０６，１０８は、約２．１％〜約２．６％の鉄、約０．０１５％〜約０．１５％の燐、約０．０５％〜約０．２％の亜鉛及び残部が銅である合金で作られているものが好ましい。これら素材の割合は、これ以外のものでもよい。リード１０６，１０８は、約９７．５％の銅、約２．３５％の鉄、約０．３％の燐及び約０．１２％の亜鉛のものから作られることがさらに好ましい。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ１９４００でＯｌｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。
【００４８】
リード１０６，１０８には、その他数多くの組成が適用できる。これら代替の一つとしては、約９９．９％の銅と約０．１％のジルコニウムがある。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ１５１００でＯｌｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。これら素材の別の割合も差し支えない。例えば、約０．０５％〜約０．１５％のジルコニウムと残りが銅である合金もまた許容できる。
【００４９】
リード１０６，１０８の別の組成には、約１％〜約２％の鉄、約０．０１％〜約０．０３５％の燐、約０．３％〜約１．３％のコバルト、約０．１％〜約１％の錫及び残部が銅であるものが含まれる。この組成における好ましい銅の量は、９７％である。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ１９５００でＯｌｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。
【００５０】
リード１０６，１０８の別の組成には、約０．３％〜約１．２％の鉄、約０．１％〜約０．４％の燐、約０．０１％〜約０．２％のマグネシウム、及び残部が銅であるものが含まれる。この代替組成における好ましい組成は、約０．６％の鉄、約０．２％の燐、約０．０５％のマグネシウム、約９９％の銅である。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ１９７００でＯｌｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。
【００５１】
リード１０６，１０８の別の代替組成には、約１．７％〜約２．３％の錫、約０．１％〜約０．４％のニッケル、上限が約０．１５％の燐及び残部が銅であるものが含まれる。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ５０７１０で三菱電機株式会社から入手できる。
【００５２】
リード１０６，１０８のさらに別の代替組成には、約０．０５％〜約１．５％の鉄、約０．０２５％〜約０．０４５％の燐及び残部が銅であるものが含まれる。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ１９２１０で神戸製鋼所から入手できる。
【００５３】
リード１０６，１０８のさらに別の代替組成には、約０．５％〜約０．１５％の鉄、約０．５％〜約１．５％の錫、約０．０１％〜約０．０３５％の燐および残部が銅であるものが含まれる。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ１９５２０で三菱伸銅株式会社から入手できる。
【００５４】
リード１０６，１０８の別の代替組成には、約０．１５％〜約０．４％のクロミウム、約０．０１％〜約０．４％のチタン、約０．０２％〜約０．０７％のシリコン及び残部が銅であるものが含まれる。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ１８０７０でＷｉｅｌａｎｄ  Ｗｅｒｋｅから入手できる。
【００５５】
リード１０６，１０８のさらに別の代替組成には、約０．８％のニッケル、約０．１５％〜約０．３５％のシリコン、約０．０１％〜約０．０５％の燐及び残部が銅であるものが含まれる。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ１９０１０でＳａｎ  Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。
【００５６】
リード１０６，１０８の別の代替組成には、約２．０％〜約４．８％のニッケル、約０．２％〜約１．４％のシリコン、約０．０５％〜約０．４５％のマグネシウム及び残部が銅であるものが含まれる。この代替組成における好ましい組成は、約３．０％のニッケル、約０．６５％のシリコン、約０．１５％のマグネシウム、約９６．２％の銅である。このような合金は、ＵＮＳ識別Ｃ７０２５０でＯｌｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。
【００５７】
リード１０６，１０８のさらに別の代替組成には、約０．３％〜約０．４％のクロミウム、約０．２％〜約０．３％の錫、約０．１５％〜約０．２５％の亜鉛及び残部が銅であるものが含まれる。このような合金は、ＵＮＳ識別ＥＦＴＥＣ−６４Ｔで古河電気から入手できる。
【００５８】
リード１０６，１０８の別の代替組成には、約２．７％〜約３．７％のニッケル、約０．２％〜約１．２％のシリコン、約０．１％〜約０．５％の亜鉛及び残部が銅であるものが含まれる。このような合金は、ＵＮＳ識別ＫＬＦ−２５で神戸製鋼所から入手できる。  
【００５９】
リード１０６，１０８のさらに別の代替組成には、約１．９％〜約２．９％のニッケル、約０．２％〜約０．６％のシリコン、約０．１％〜約０．２％の燐及び残部が銅であるものが含まれる。このような合金は、ＵＮＳ識別ＮＦ２２４で三菱電機株式会社から入手できる。
【００６０】
［フレーム］
図５Ａに関連して上記したように、フレーム１０４は、熱可塑性素材の射出成形で成形されフランジ１０２とリード１０６，１０８に一体成形される。フランジ１０２の素材には、好ましくは、液晶ポリマー（ＬＣＰ）が含まれ、これは、ダイ取り付け温度（ＡｕＳｎはんだ付けの温度２８０〜３３０℃又はＡｕＳｉはんだ付けの温度３９０〜４２０℃）に耐えることができる。従来のＬＣＰ類は、約３００℃〜約３３０℃の範囲の温度で溶けてしまう。フレーム１０４には、その溶融温度を上げ、熱膨張係数（ＣＴＥ）を調節し、湿気の浸透度を減らすベース樹脂とコンパウンド類が含まれている。実用的には、前記樹脂類とコンパウンド類を含むフレーム１０４の素材をここでは“熱可塑性コンパウンド”又は“フレーム材（マテリアル）”という。
【００６１】
許容できる樹脂の例は、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ビスフェノ−ル及びフタール酸からなるものである。他の許容される配合処方は、ｐ−ヒドロキシ安息香酸（ＨＢＡ）と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸（ＨＮＡ）の共重合体を含む。他の許容される配合処方はＨＢＡ、４−４‐ビフェノール（ＢＰ）およびテレフタール酸（ＴＡ）のテラ（ｔｅｒａ）ポリマーを含む。
【００６２】
図９は、フレーム１０４の断面図の概略図であり、熱可塑性材中の化合物のいくつかを示す。充填材粒子は好ましくはＬＣＰへ添加され、そのＣＴＥをリード１０６と１０８のＣＴＥ（約１７  ｐｐｍ／℃）に、より近接して調和するように変成し、フレーム１０２中の熱可塑性材の異方性が阻害される。フレーム材のＣＴＥは好ましくはリード１０６と１０８のＣＴＥの約６０％内にあるように調節される。無機材９００の球状体、たとえばタルクであり、好ましくは２〜３ミクロン径であり、ＬＣＰに添加され、その濃度は約３０％〜約４０％の範囲である。このような複合材は約７ｐｐｍ／℃〜２２ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有する。
【００６３】
グラファイトは、好ましくＬＣＰへ添加され、湿気の進入を減らす。このグラファイトは好ましく、一般的に平板のグラファイト・フレーク９０４（図９に、真横から見た方向で（エッジオン）示される）形状であるが、しかし他の形状のグラファイト、例えば、球形、塊状もまた許容される。加えて、グラファイト・フレーク９０４は射出等の際にある程度撓むが、有意にはその有効性が減じることはない。用語“一般的に平面状グラファイト・フレーク”は変形したフレークも含むものである。
【００６４】
グラファイト・フレーク９０４は、好ましくは層構造をとり、好ましくはフレーム１０４の外表面に概略平行であり、かくして湿気侵入の通路を曲がりくねったものとしている。前記層構造が外表面に平行でなくとも、グラファイトの存在で湿気の進入が抑制される。グラファイト・フレーク９０４はまたＬＣＰのＣＴＥを調整して、リード１０６と１０８の銅合金に、より近接してマッチさせる。フレーム材は、約１０％と約７０％の間のグラファイト・フレークを含み、好ましくは約４０％と約５０％の間である。
【００６５】
グラファイト・フレークの代替物としては、ガラスファイバー１２０２がＬＣＰへ添加されることができ、剛性が増し、得られる熱可塑性材のＣＴＥが調整される。この態様では、フレーム材は好ましくは約３０％と約５０％の間の割合のガラスファイバーを含む。
【００６６】
グラファイト・フレークの他の代替として、または追加としては、他の材料をＬＣＰへ添加することができ、それは例えば、鉄粉基材の吸収剤、分子篩のろ過材（ゼオライト）および酸化カルシウム（ＣａＯ）である。適当なゼオライトは、サッド−化学から入手できる。
【００６７】
フレーム剤は、射出成形前に、好ましくは予備乾燥されて、好ましくは約０．００８％未満の水分とされる。さらに、射出成形時間は短い時間で行なうものとして、好ましくは約０．２秒未満である。ワンショットの射出のサイズは、小さいものとし、好ましくは約２グラム未満として、熱可塑性材の射出成形機のバレル内に滞留する時間を最小限とする。射出成形時のゲートは、好ましくは熱可塑性材の流れを制限し、それにより熱可塑性材におけるせん断力を増大させて、ポリマー鎖とグラファイト・フレーク９０４を配向させる。熱可塑性材は、好ましくはフレーム１０４の角でまたはリード１０６と１０８の間で射出される。得られるフレームにおける残留応力の量を減らすために約２５０°Ｆという最低の金型温度が、好ましくは成形操作の間維持される。
【００６８】
湿気防止フィルムを好ましくはフレーム１０４の外表面に貼付して、湿気の侵入をさらに減らすことができる。代替としては、フィルムはフレーム１０４の内側に貼付され得る。許容される材料はアミン基材のエポキシ樹脂を含み、ＰＰＧインダストリーから商品名  Ｂａｉｒｏｃａｄｅで入手できる  ポリマー／Ａｌフィルムおよびポリマー／セラミック・フィルムである。
【００６９】
封止
フレーム保持構造部５００（図５Ａ）とリード保持構造部８００（図８Ａ）は良好な機械的な接合部を構成し、湿気と大気ガスの進入を抑制する。さらに、フレーム１０４は、好ましくは添加剤と内側または外側にフィルムを貼付されて、この侵入を減少させる。さらに進入を減少させるには、図１０に示すように、封止１０００と１００２を、好ましくはフレーム１０４の縁に沿ってフレーム１０４の内部に施し、そこではフレームはリード１０６，１０８と接し、またフレームはフランジ１０２に接する。図１１Ａの断面図に示されるように、封止１００２は、フランジ１０２とフレーム１０４の間からの浸入の防止と、フレーム１０４とリード１０８の間の浸入防止に効果的である。代替としては、図１１Ｂに示すように、二つの封止、１００２Ａと１００２Ｂを一つの封止１００２に代って使用することができる。
【００７０】
フレーム材へ封止材が良好に接着するのを促進するには、好ましくは封止材の適用の前に洗浄をすることである。プラズマ洗浄は、当業者に周知であり、酸素が主たる媒体であるが、許容され得る結果をもたらす。代替として、フレーム材は、溶剤またはエッチングで洗浄され得る。内径０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）の針が封止１０００の材料を施与するのに使用され、そして内径０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）のＩＤ針が、封止１００２の材料を施与するのに使用される。所望のビードの大きさに応じて他のサイズの針が使用され得る。封止材中の空気泡を最小にするために、容積式のオーガーポンプが封止材を針に注入するのに使用される。
【００７１】
封止材は好ましくはせん断速度約０．９５／秒における約５８Ｐａ．ｓと約１２８Ｐａ．ｓの間の粘度を有し、そしてせん断速度約９．５／秒における約１２Ｐａ．ｓと約３０Ｐａ．ｓの間の粘度を有している。図１２は、グラフ１２００を含み、それは粘度とせん断速度の間の関係を示す。低い粘度が高せん断速度では好ましく、それにより材料は迅速に施与され得る。しかし、高粘度が低速のせん断速度では好ましく、それにより一旦材料が施与されても、その材料は流れないこととなる。
【００７２】
材料は、好ましくは約３Ｐａ．ｓと約７．４Ｐａ．ｓの間のケーソン（ｃａｓｏｎ）粘度を有する。材料のチクソトロピー性指数は好ましくは約３．５と約４．６の間にある。
【００７３】
封止１０００と１００２の適当な材料は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂および相似被覆（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ  ｃｏａｔｉｎｇ）を含む。適当な封止材は、約４０％と約６０％の間の溶剤（例えば、酢酸（２−ブチル）エステル）と、約４０％と約６０％の間のエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を含む。エポキシ樹脂は、たとえばビスフェノール−Ａ型または脂環式エポキシ樹脂である適当な硬化剤にはアミン系硬化剤が含まれる。代替として、封止材はコックソン電気から得られるパラリレンＤ（Ｐａｒａｌｙｎｅ  Ｄ）またはパーリレンＨＴ（Ｐａｒｙｌｅｎｅ  ＨＴ）とすることができる。
【００７４】
蓋（Ｌｉｄ）
蓋２００は、ダイ１１０がフランジ１０２に付けられてリード１０６，１０８に電気的に接続された後に、フレーム１０４に取り付けられる。適当な蓋２００は、図１３Ａと１３Ｂに示される。蓋２００は、好ましくはフレーム１０４に超音波・溶接され、それは約５０ｋＨｚと約６０ｋＨｚの間の振動数と約１００ミクロン未満（より好ましくは６０ミクロン未満）の振幅の溶接信号を使用する。代替としては、蓋２００はレーザー溶接または熱溶接でフレーム１０４に溶接される。
【００７５】
通常の超音波プラスチック溶接技術は、蓋で回路パッケージをシールするのに使用されないのは、このような従来の技術が低い周波数の溶接を利用するからであり、これによる高い振幅が回路パッケージに実装された配線・結線を損傷することがあるのである。本発明の高い溶接周波数は低い振幅となり、その結果配線・結線を損傷することがない。通常、蓋は、回路パッケージにエポキシ接着剤で接着される。有利には、蓋の回路パッケージへの接合は、エポキシ樹脂の硬化時間（約２時間）よりも短い時間（約２５０  ミリセカンド）の超音波溶接でなされる。
【００７６】
蓋２００とフレーム１０４の間には好ましくは緩衝性の嵌め合いが存在し、そうして蓋とフレームの両方の部分が超音波溶接の間互いに溶解・溶融する。図１３Ｂの断面図に示されるように、蓋２００は好ましくは、フレーム１０４と溶解・溶融するリップ１３００を含む。蓋２００は、好ましくは上述のようにフレーム１０４と同じ材料からなる。さらに、フレーム１０４に関して上で説明したように湿気防止フィルムが好ましくは蓋２００に貼られる。
【００７７】
製造の詳細
回路パッケージ１００のフランジ１０２、フレーム１０４、リード１０６，１０８および蓋２００およびこれらの部品の製造に使用される材料、方法を含み、その詳細は上記で説明される。図１４は、方法を説明する単純化したフローチャートを例示し、それにより回路パッケージ１００が製造されて使用され得る。
【００７８】
１４００では、第１の高含量銅の合金がリード１０６，１０８のために製造される。１４０２では、リードフレームが１４００で製造された第１の高含量銅合金から製作される。１４０４では孔３１０が穿孔され、エッチングまたはそうでない方法でリードフレームに施され、リード保持構造の一つが製作される。１４０６では、リード１０６、１０８の端部がカールされ、折り曲げられ、打ち抜かれ、またはリードフレーム３００にエッチングされ、他のリード保持構造８００が作成される。
【００７９】
１４０８では、第２の高含量銅合金がフランジ１０２のために製造される。１４１０では、フランジ１０２が１４０８で製造された第２の高含量銅合金により製作される。１４１２では、フレーム保持構造５００が、連続スタンプ方法によりフランジ１０２に造り出される。任意に、１４１４で、フランジ１０２の底部が折り畳まれる。１４１６ではフランジ１０２の底部が凸状とされる。
【００８０】
１４１８では、グラファイト・フレーク、タルクおよび／またはガラスファイバーが液晶ポリマーに添加されてフレーム材が製造される。１４２０では、フレーム材が乾燥される。１４２２では、フレーム１０４は、フランジ１０２とリード１−６、１０８へ成形される．
【００８１】
１４２４では、フレーム１０４とフランジ１０２の内部、すなわち、空気キャビティー領域が、洗浄される。１４２６では、封止材が施与されて、フレーム１０４とフランジ１０２の間およびフレームとリード１０６、１０８の間の境界をシールする。
【００８２】
１４２８では、ダイ１１０がフランジ１０２に取り付けられる。１４３０では、ダイ１１０は、リード１０６、１０８に超音波により配線結合される。１４３２では、蓋２００はフレーム１０４に超音波溶着される。
【００８３】
本発明は好ましい態様をもとに説明されてきたが、当業者ならば、変形が可能であるが、依然として添付の請求の範囲に記載のように本発明の範囲と精神の範囲内にあることを理解する。たとえば、低いパワーダイは、半田付けされるよりも、むしろフランジにエポキシまたはそれではない接着剤で接着され得る。さらに、当業者に良く知られているように、合金は典型的には少量の不純物を含み、そのためここに述べられる組成は必ずしも合計で１００％にならない。  
【００８４】
フレーム保持構造５００とフランジ底部の凸状体Ｈは高含量銅フランジ１０２の関係で説明されているが、これらの創作はまた通常のフランジや他の材料からのフランジにも適用される。リード保持構造３１０、８００およびそれらの各自の大体は高含量銅のリードの関係で説明されているが、これらの創作もまた通常のリードと他の材料からなるリードにも適用される。フレーム材は回路パッケージ１００の関係で説明されてきたが、この材料は、有利には、他の関係、例えば高温に耐える材料を必要とするようなものとの関係で使用され得る。フレーム材の他の応用の例は、印刷回路板（ＰＣＢｓ）における高温積層や電子部品、ケーブル、ＰＣＢｓ等のソケットを含む。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一態様に従う、蓋がない回路パッケージの斜視図。
【図２】蓋を有する図１の回路パッケージの斜視図。
【図３】図１の回路パッケージの製造に使用されるような一つのリードフレームの上面図。
【図４Ａ】図３のリードフレームにフレームとフランジが成形されて装着された後のものの上面図。
【図４Ｂ】図４Ａに示されるストリップの一つのリードフレームの上面図。
【図５Ａ】図１の回路パッケージの部分分解図。
【図５Ｂ】図１の回路パッケージの他の態様の部分分解図。
【図６Ａ】製造の３段階の一つを示す図１の回路パッケージのフランジの断面図。
【図６Ｂ】製造の３段階の一つを示す図１の回路パッケージのフランジの断面図。
【図６Ｃ】製造の３段階の一つを示す図１の回路パッケージのフランジの断面図。
【図７Ａ】図１の回路パッケージのフランジに装着されるダイの概略図。
【図７Ｂ】図１の回路パッケージのフランジに装着されるダイの概略図。
【図７Ｃ】図１の回路パッケージのフランジに装着されるダイの概略図。
【図７Ｄ】図１の回路パッケージのフランジに装着されるダイの概略図。
【図８Ａ】図１の回路パッケージのリードの詳細な斜視図。
【図８Ｂ】図１の回路パッケージのリードのいくつかの代替の態様の断面図。
【図９】図１の回路パッケージのフレームの部分の概略断面図。
【図１０】図１の回路パッケージのシールを示す部分の拡大図。
【図１１Ａ】図１０のシールの二つの態様のうちの一つを示す図１の回路パッケージの断面図。
【図１１Ｂ】図１０のシールの二つの態様のうちの他方を示す図１の回路パッケージの断面図。
【図１２】図１０、１１Ａおよび１１Ｂのシールとして使用するに適当な材料の一態様について、粘度とせん断速度との関係を示すグラフ。
【図１３Ａ】図１の回路パッケージのための蓋の斜視図。
【図１３Ｂ】一つの態様に従うものである図１３Ａの蓋の部分の斜視図。
【図１４】図１の回路パッケージを製造する方法のフローチャート。
【符号の説明】
【００８６】
１００    回路パッケージ
１０２    フランジ
１０４    フレーム
１０６    リード
１０８    リード
１１０    ダイ
１１２    ダイ取り付け領域
１１４    共融合金半田
１１６    スロット
１１８    スロット
１２０    配線
１２２    配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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