(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が絶縁性を有する基板と、
この基板に設けられた配線、この配線と一体のボンディングパッド、半導体素子または受動素子を搭載するランドと、
前記ランドに電気的に固着された半導体素子または受動素子と、
前記基板に固着され、リード端子が一体モールドされた絶縁樹脂より成る支持部と、
前記支持部に設けられ、リード端子の上面が露出したボンディングエリアと、
前記リード端子のボンディングエリアに位置する基板の近傍には前記ボンディングパッドが配置され、前記リード端子のボンディングエリアと前記ボンディングパッドを電気的に接続する金属細線とを少なくとも有する電子装置に於いて、
前記リード端子のボンディングエリア下層は、前記支持部が所定の厚みをもって前記基板まで延在され、
振動したボンディングツールで前記金属細線が前記ボンディングエリアに接続される際、上方向の振動が抑制されるように、前記リード端子上面のボンディングエリア周辺を前記絶縁樹脂で覆うことを特徴とした電子装置。
【請求項２】
少なくとも表面が絶縁性を有する基板と、
この基板に設けられた配線、この配線と一体のボンディングパッド、半導体素子または受動素子を搭載するランドと、
前記ランドに電気的に固着された半導体素子または受動素子と、
前記基板に固着され、リード端子が一体モールドされた絶縁樹脂より成る支持部と、
前記支持部に設けられ、リード端子の上面が露出したボンディングエリアと、
前記リード端子のボンディングエリアに位置する基板の近傍には前記ボンディングパッドが配置され、前記リード端子のボンディングエリアと前記ボンディングパッドを電気的に接続する金属細線とを少なくとも有する電子装置に於いて、
前記リード端子のボンディングエリア下層は、前記支持部が所定の厚みをもって前記基板まで延在され、
振動したボンディングツールで前記金属細線が前記ボンディングエリアに接続される際、上方向の振動が抑制されるように、前記リード端子の断面が加工され、前記リード端子上面のボンディングエリア周辺が前記絶縁樹脂で覆われることを特徴とした電子装置。
【請求項３】
前記リード端子は、断面が逆Ｔ型でなることを特徴とした請求項２記載の電子装置。
【請求項４】
前記リード端子は、断面が鎹形状で、側面と上面で構成される内側の角部が下方に向かって設けられ、前記角部は９０度を越える形状であることを特徴とした請求項２記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製のケース材や枠体にリード端子を一体モールドした電子装置に於ける、リード端子の構造およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、混成集積回路装置は、半導体素子等が固着され所定の回路を達成した基板と、この基板と箱状を成す枠体でなり、この箱を成す空間には、樹脂が注入されている。またそれ自身箱状でケース材でありこの箱の中に前記基板が実装され、樹脂が注入されている。
【０００３】
例えば特公平０６−０６６４０８号がその一例であり、図５に本願ポイントとなるべき所を拡大して示した。ここでは箱状のケース材でその説明をする。
まず少なくとも表面が絶縁性を有する基板１がある。この基板は、セラミック、プリント基板、ガラス基板等の絶縁材料をベースとしても、アルミニウムやＣｕ等の金属材料をベースとしても良い。金属材料の場合、絶縁性を出すために表面に絶縁性樹脂が被覆されている。
【０００４】
どちらにしても表面は絶縁性を有し、この上には配線２、ランド、ボンディングパッド３等が銅箔のパターニング処理等で実現されている。
一方、箱状のケース材４は、ポリイミドやエポキシ樹脂等でモールド形成されるが、外部回路との接続を実現するために、金属で成るリード端子５が前記ケース材４と一体モールドされている。
【０００５】
図５に於いて示すケース材４は、リード端子５がモールドされた部分を示し、この基板と接着固定されている部分は、基板周辺でもあり、また基板の内側に設けられていることもある。どちらにしても、前記ボンディングパッド３と前記リード端子５とは近接配置されており、両者の間は金属細線６で接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５に於いて、ワイヤーボンディングは、一般的に振動が加えられている。特にアルミニウムより成る金属細線の場合はそうである。つまり図３に示すように、ボンディングツールに加えられるエネルギーを縦軸（パワー）とし、横軸に時間（Ｔｉｍｅ）をとれば、ある時間決められたパワーでボンディングツールをボンディングパッド３上に位置する金属細線６に押圧し、付いたことを確認してからパワーを下げて一定時間押圧し、ボンディングを完結させていた。
【０００７】
付いたことの確認は、例えばボンディングツールのインピーダンスを計測し、或る値になったらパワーを下げている。
ところが、図５のリード端子は、矢印で示すような上下の固有振動数を有し、リード端子５の固有振動数とボンディングツールの振動数が一致していると、お互いに同じ波長で上下しているだけで、金属細線とリード端子とは固着（ボンディング）されない。従ってインピーダンスが下がらず、点線のようにずっと一番高いパワーで押圧し続けているため、つぶれているＡｌ部分（扁平部分）が付いていなかったり、また付いてはいるが、無理なワイヤー成型が加わりネック部分が弱くなり、ネック部分が破断したりする問題があった。
【０００８】
例えば、図４を見れば、ボンディングツール１０にＡＨｚの振動を加え、この振動を金属細線６に加えてワイヤーボンディングする場合、リード端子３は固有振動数ＢＨｚを有し、右に行くに従い金属細線が固着されていくために、ＣＨｚ、ＤＨｚと振動数が小さくなってゆく。従って両者の振動数を比較していれば、金属細線が付いたことを確認できる。これをワイヤーボンディング装置に付いているソフトで実現しており、ボンディングツールとリード端子の振動数を比較し、共振しているようであればその振動数をずらし、適切なポイントをさがして接続させている。従って高価なソフト付の装置を必要としたり、またソフトによっては適切な共振点が見つからず、高いままのパワーで押圧し続けるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題に鑑みて成され、リード端子のボンディングエリア下層を、枠体と一体の支持部で基板まで実質垂直に延在し、このボンディングエリアのリード端子の上下方向の振動を止めるストッパー部を有することで解決するものである。つまりストッパー部によりリード端子の固有振動を実質無くすことができ、ボンディングツールのパワーを効率よく加えることができる。従って両者は共振せず、インピーダンスの低下が所定の時間で発生し、リード端子とボンデイングツールの振動数の比較でボンデイング完了を検知している装置であっても、より以上パワーをかけ続けることがないため、無理なワイヤー成型が加わらない。
【００１０】
またリード端子の断面形状を逆Ｔ型とし、上面を露出させ、その周辺を絶縁樹脂より成る支持部でモールドすると、逆Ｔの横のバーが樹脂製の支持部で保持され上下振動を防止することができる。
またリード端子を、断面が９０度回転した鎹型にして上面を露出させ、周辺を絶縁樹脂より成る支持部でモールドすることで解決するものである。
【００１１】
更にリード端子を、断面が直方形型にして、絶縁樹脂より成る支持部が、リード端子上面の側辺近傍を覆い、これ以外のリード端子上面を露出させていることで解決するものである。
これら３つのリード端子は、上下振動を防止するために、逆Ｔ型は、下の横バーの所がストッパー部となり、鎹型は、ハの字に傾斜を有している部分がストッパー部となり、更に長方形型は一部が樹脂に覆われているために、長手方向の両側辺近傍がストッパー部となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図１を参照しながら説明する。
本発明は、上下振動を抑制するリード端子構造が本願ポイントであり、基板は、セラミック、ガラスおよびプリント基板等の絶縁基板、Ａｌ、ＣｕおよびＦｅ等の金属基板で表面が絶縁処理されているものいずれでも良く、総称して混成集積回路基板とする。
【００１３】
まず混成集積回路基板について説明する。つまり絶縁処理した混成集積回路基板１は、表面に導電手段が形成される。この導電手段には、配線パターン２、ランド、パッド（外部リードとの接続部分）およびボンディングパッド（ボンデンィングエリア）等が考えられる。このランドには、半導体チップや半導体ＩＣが半田付けされ、配線パターンには、抵抗等が印刷により、また部品であってはチップ抵抗やチップコンデンサが半田で固着されている。ここでは図面の都合上、省略した。
【００１４】
前述の混成集積回路基板１は、表面を陽極酸化し酸化アルミニウムが被着されたＡｌ金属基板を採用し、導電手段は、ポリイミド等の接着用樹脂層を介してホットプレスにより被着されている。
当然前記半導体素子は、ベアチップが主で、ダイオードチップ，トランジスタチップおよびＬＳＩチップ等であり、その他にチップ抵抗、トランスやチップコンデンサ等の部品も必要により混成集積回路基板に実装される。
【００１５】
チップと導電路（ボンデイングエリア）は、必要によっては金属細線がワイヤーボンドされ所定の回路が達成されている。
また外部回路との接続は、コネクタを形成する一要素のリード端子がケース材に一体モールドされているもの、また外部リードが混成集積回路基板１の側辺に設けられたパッドと半田付けにより接続されているもの等がある。
【００１６】
前記ケース材４は、混成集積回路基板１の周辺と固着され、箱状となるもの、またもともと箱形状をなし、この箱の内側の少なくとも一部に固着されるものがある。どちらにしても箱状の空間を有し、この空間にはパシベーションを目的として絶縁性樹脂が注入されている。
図１で示す符号４は、前記ケース材と一体で成る支持部で、リード端子が一体モールドの際に一緒に組み込まれている。このリード端子５の左端は、その近傍に設けられたボンディングパッド３と金属細線を介して接続されている。一方、支持部を介した右端部は、ケースの外へ延在され、コネクタの電極として延在している。コネクタは、混成集積回路基板の延在面と平行であったり、垂直であったりしている。従って、この場合、支持部材と成る部分が混成集積回路基板１の周辺に固着されているケース材と同一で成っている。また一方、支持部は、混成集積回路基板１の内側にあっても良く、この場合、混成集積回路基板の周辺に固着されているケース材から内側に延在されている、当然混成集積回路基板の内側にリード端子があるのだから、これより成るコネクタは混成集積回路基板に対して上向きにコネクタが形成される。支持部と一体のケース材は、混成集積回路基板との当接面に接着剤を介して固着されている。しかしこの当接面に金属、例えばＣｕを設け、これに対応した混成集積回路基板にＣｕパターンを設け、半田を介して固着しても良い。
【００１７】
本発明の特徴は、このリード端子５にある。つまりリード端子の上下振動を実質無くすようにストッパー部を設けることにある。つまり図１では、リード端子を３種類示した。このどれかを採用することにより、上下振動を無くしている。
従来例にも説明したように、図５のようにリード端子の底面、側面しか支持部と当接していないと、矢印のように上向きに振動の余地がある。つまり上からボンディングツールで振動を与えると、リード端子も振動し、両者が共振すると（簡単に言えば同じ周波数で共振すれば）金属細線は、リード端子に付かなくなる。
【００１８】
つまりリード端子の上下振動を抑制するために、リード端子にストッパ部を設け、リード端子の上下振動を抑制することで、金属細線とリード端子は固着される。つまり両者は必ず固着され、インピーダンスが下がるため、図３の実線のようにできる。つまり付かないことでずっと高いパワーでボンデイングツールを押圧し続ける必要が無くなる。
【００１９】
まず左側に在る逆Ｔ字型のリード端子は、横バー３０の所が上下振動のストッパーとなる。また樹脂は、上面３１が露出されるようにモールドされている。従ってリード端子は上下振動もなくワイヤーボンデイングできる。真ん中のものは、断面が長方形をなし、長手方向に伸びる側辺近傍の上面が樹脂で覆われている。この部分が上下振動のストッパー部となり、これを除いた露出面がボンディングエリアとなる。更に右側のリード端子は、その断面が鎹形状で、鎹上面に対して下に伸びている傾斜部分３２は、矢印で示す角度Θが９０度を超える値となっている。この傾斜部分がストッパー部となる。
【００２０】
図２は、他の実施の形態であり、この場合支持部４は、ケース材３３と別体で成り、ケース材３３のモールドの際に一緒にモールドされている。リード端子は、逆Ｔ型であるが、図１の他のものでも良い。この場合も、リード端子の上下振動は抑制でき、金属細線が効率よくボンディングできる。
図１に戻ると、リード端子は、外部に出てコネクタとなるため、符号３４に示すように細くしたり、基板を挟み込むクリップ端子形状に加工することがある。その場合、逆Ｔ型の場合は、絞り加工をして形成するので、これを簡単に符号３４やクリップ形状にしずらいが、中央および右側は、もともと薄板をプレス等で加工すれば簡単に形成することができ、しかも上下振動を抑えることができる。
【００２１】
また図面では説明しないがストッパー部を有するリード端子として図５を参照して説明する。つまりリード端子５は、図のように支持部に載っているもの、リードの表面まで埋め込まれているが、リードの先端（図面では手前の端部）が下方に１８０度折れ曲がっている。ちょうど物をひっかけるフック状に成っており、折れ曲がった部分が埋め込まれている。ここでは折れ曲がった部分が支持部の樹脂に埋め込まれているので上下振動を抑制することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、リード端子に加工を加えたり、また樹脂のモールド方法により、リード端子の上下振動を抑えることができる。つまりボンディングツールの振動を受けた金属細線と上下振動を抑えられたリード端子とは、共振を起こさないために、金属細線とリード端子とが接続され、ボンディングツールによるインピーダンスの低下が必ずあり、最後まで最高パワーを加えずにボンディングできる。従って金属細線が角に扁平加工されて、ネックが切れたりすることもなくなり、ボンディングの歩留まり向上が実現できる。
【００２３】
またリード端子の断面を逆Ｔ型にすれば、また９０度回転した鎹型にすれば、リード端子自身がリード端子の上下振動を抑制することになり、金属細線とリード端子との接続を確実に行うことができる。
またリード端子自身は、平板をプレスした細長形状で、その断面は長方形である場合も、支持部の樹脂を表面にまで回り込ませることで上下振動を抑えることができる。
【００２４】
特に鎹型や長方形の断面のリード端子は、リード端子の一方を簡単に加工でき、コネクタとして利用できるため非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるリード端子と混成集積回路基板上の配線との接続を説明した斜視図である。
【図２】本発明の他の実施の形態であるリード端子と混成集積回路基板上の配線との接続を説明した斜視図である。
【図３】超音波ボンデイングのパワーの掛け方を説明する図である。
【図４】ボンディング時の振動を説明する図である。
【図５】混成集積回路基板とリード端子の接続をを説明する図である。
【符号の説明】
１                                    混成集積回路基板
２                      配線パターン
３                                            ボンディングパッド
４                                            ケース材と一体の支持部
５                                            リード端子
６                                            金属細線
３０，３２              ストッパー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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