(57)【要約】      （修正有）【課題】低騷音、高放熱等に優れた機能性構造をもつプラスチックパッケージベースの製造方法の提供。【解決手段】第１パッド１２０とその周辺に第１パッドと連結された内部端子としての第１リード１１０ａとを含む第１リードフレームを準備し、第１リードフレームの第１パッドと第１リードにそれぞれ対応する第２パッド２２０と外部端子としての第２リード２１０とを含む第２リードフレームを準備し、第１リードと第２リード及び第１パッドと第２パッドとが相互対応して接続さるべく第１リードフレームと第２リードフレームとを接着し、接続された第１及び第２リードフレームに対して第１リードフレームの不要な連結部を除去してパッケージとしての電気的及び物理的機能性を有する単一のリードフレームの結合体を完成し、リードフレームの結合体に対して所定のモールド成形を行ってプラスチック胴体３２０を形成するプラスチックパッケージベースの製造方法。【選択図】図３
2006041550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１パッドとその周辺に前記第１パッドと連結された内部端子としての第１リードとを含む第１単位体を少なくとも１つ以上備える第１リードフレームを準備する段階と、
前記第１リードフレームの第１パッドと第１リードにそれぞれ対応する第２パッドと外部端子としての第２リードとを含む第２単位体を少なくとも１つ以上備える第２リードフレームを準備する段階と、
前記第１リードと第２リード及び第１パッドと第２パッドとが相互対応して接続さるべく前記第１リードフレームと第２リードフレームとを接着する段階と、前記接続された第１及び第２リードフレームに対して前記第１リードフレームの不要な連結部を除去してパッケージとしての電気的及び物理的機能性を有する単一のリードフレームの結合体を完成する段階と、
前記リードフレームの結合体に対して所定のモールド成形を行ってプラスチック胴体を形成する段階と、
を含むことを特等とするプラスチックパッケージベースの製造方法。
【請求項２】
前記プラスチック胴体は第１リードと第１パッドとの上面及び前記第２リードと第２パッドとの底面を露出させつつ、少なくとも前記第１リードの上面より上方に突出されないように形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックパッケージベースの製造方法。
【請求項３】
前記第１リードフレームは、リードフレームのフレーム内に前記第１リードと第１パッドとを備える前記第１単位体がセクションバーにより一定した配列に複数配されており、前記第１単位体の第１パッドはパッド連結部により前記セクションバーまたはフレームに連結されており、前記第１単位体の第１リードは前記第１パッドの縁部内に所定の空間により区別さるべく形成されていることを特徴とする請求項２に記載のプラスチックパッケージベースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体チップを内蔵するパッケージに係り、特にプラスチックパッケージのベース、半導体チップをパッケージのエアキャビティ内に内蔵するエアキャビティ型パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を含む電機電子素子用パッケージの区分は、その材質によってセラミックパッケージとプラスチックパッケージとに大別される。セラミックパッケージは、電機電子素子チップの活性表面にパッケージ材料の接触がないようにパッケージ内を空気で満たした空間を形成するエアキャビティ型であるが、プラスチックパッケージは通常のエアキャビティ型ではない。エアキャビティ型パッケージは電機電子素子チップの所望の機能及び特性がパッケージ材料との接触により深刻な障害を受ける物理的に脆弱な素子、電気的に敏感な高周波素子、表面弾性波フィルター素子、透明窓の構造が要求される光素子及び撮像素子等には必須的である。しかし、セラミックパッケージは比較的高価であり、パッケージング作業効率面で量産に適しないという短所がある。
【０００３】
これに対して、最近のセラミックパッケージに代えて従来のプラスチックパッケージの生産性及び経済性を受け入れるプラスチック材質によるエアキャビティ型プラスチックパッケージが開発されている。これは過去に軍需用として開発された関連先端技術が民需用として商用化されつつ信頼性条件が緩和され、これに基づいたエアキャビティ型のプラスチックシーリング技術が安価でかつ量産の要求に相応するようにその開発がさらに加速化されている。
【０００４】
セラミックパッケージは従来のプラスチックパッケージに比べてエアキャビティ型という根本的な差別要素以外にも低雑音及び高放熱設計が容易であるという機能的な面で差別化された長所を有する。これはセラミックパッケージだけの固有な長所であって、最近のエアキャビティ型プラスチックパッケージがさらに広範囲にセラミックパッケージに代えられない理由でもある。すなわち、最近までエアキャビティ型プラスチックパッケージ技術はセラミックパッケージのように優れた機能性の設計がほとんど不可能であるか、あるいは可能な場合にも本来の生産性及び経済性の長所が退色する問題点を有する。
【０００５】
従来の一般のプラスチックパッケージは、リードフレームにチップを安着させた後、プラスチック胴体を成形するという点で後成形パッケージである。一方、エアキャビティ型プラスチックパッケージは、プラスチック胴体をリードフレームにあらかじめ成形した後、チップを安着させる先成形パッケージであって、チップを安着してワイヤーボンディングを行うようなパッケージング過程前にあらかじめプラスチックベースとカバーというパッケージの主な構成要素を準備しなければならない。そして、チップを収容したパッケージベースにカバーをエポキシ接着剤で付着して空気の出入が遮断されるエアキャビティを形成する。
【０００６】
一方、エアキャビティプラスチックパッケージはプラスチック及び接着剤の種類によって大きく２種に開発された。熱可塑性樹脂でベースとカバーとを射出成形してＢステージエポキシでシーリングするものと、熱硬化性樹脂でベースとカバーとをトランスファモールディングし、シーリング材としてＡステージエポキシを使用したものである。現在は、後者の場合が生産性及び信頼性面で優秀性を示すと評価されている。
【０００７】
一方、プラスチックエアキャビティ型パッケージを製造するための従来の１つのシーリング方法として、固相のＢステージエポキシをカバーの接着部にコーティングしたそれぞれのカバーを高精度の機械装置でベースに整列し、一定の重さで固定した後、オーブンで長時間閉塞して硬化する方式がある。これはＢステージエポキシが初期加熱温度の上昇によって非常にネバネバした形に液化されつつ長時間加熱した後、急に硬化する特性を用いたことであって、Ｂステージエポキシのネバネバした性質は閉塞空間で加熱される間にシーリングされるキャビティ内の膨脹空気がＢステージエポキシを突き抜けてキャビティの外部に放出されてもシーリングの破壊部位が自体的に復元されるためにシーリングが可能となる。
【０００８】
しかし、この技術はＢステージが比較的に高価であるのに対し、物理的な強度や接着力が低くてシーリングの信頼性が落ちるという問題点がある。また、それぞれのカバー接着部にＢステージエポキシをコーティングしてＢステージを硬化する間にカバーを一定重さまたは圧力で固定せねばならず、長時間の硬化による作業性低下の問題点もある。
【０００９】
プラスチックエアキャビティ型パッケージの従来の他のシーリング技術として液状のＡステージエポキシを使用する方法がある。液状のエポキシは、Ｂステージエポキシとは違って自体復元の機能がないため、一般のオーブン硬化方式ではエアキャビティをシーリングできないが、比較的に経済的でかつ接着力に優れるという長所がある。
【００１０】
一方、エアキャビティパッケージの機能性は一般にパッケージベースで発現される。一般に高放熱効果を達成するために放熱板としての金属接地板を付着し、低雑音性能を達成するためにリードを接地板に一定の間隔に重畳、離隔さるべく形成する。
【００１１】
図１は、Ａステージエポキシを使用して製造された従来のエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
図１を参照すれば、エアキャビティ型パッケージのベースであって、リードフレーム１２の上下面及び側面にエアキャビティの壁としてプラスチック胴体１４が成形されており、その底面に接着剤１６によって放熱板１０が付着されている。また、前記放熱板１０上にはチップ１８がボンディングされており、チップ１８は前記リードフレーム１２とボンディングワイヤ２２によりワイヤーボンディングされており、接地線２４により放熱板１０と連結されている。ベース上には液状のエポキシ接着剤２８によってカバー２０が接着されている。カバー２０には人為的に形成された排気孔があり、栓２６で閉塞されている。したがって、チップ１８周囲にエアキャビティが形成されたパッケージが完成される。
【００１２】
図１のパッケージをシーリングする過程を説明すれば、ベース上にチップ１８及びボンディングワイヤ２２をボンディングした後、カバー２０とベースの接触部に液状のエポキシ接着剤２８を塗布した後、栓２６が開放されたカバー２０を安着させた後、接着剤２８を加熱し、硬化して固定する。以降、加熱状態で排気孔にある程度の排気を行った後、排気孔を液状エポキシ接着剤の栓２６で閉塞して硬化させることによってエアキャビティをシーリングする。
【００１３】
しかし、前記のような方式で形成されたパッケージは多くの問題点がある。すなわち、エアキャビティの壁をプラスチックで成形する過程や、その後処理過程でモールドフラッシュの抑制及び除去が難しくてモールドフラッシュによる汚染不良が多く発生する。また、放熱板１０を付着するための接着剤１６を介在する過程は接着剤の微小量の差にも接着面の気密性が大きく損傷されるので再現性がなく、品質の安全性を大きくき損する。
【００１４】
このような問題は次の説明でより詳細に理解されうる。モールディング過程でリードフレーム上のモールドフラッシュを抑制する方法としてはモールドの上下ダイでリードフレームを強くプレッシングする方法が最も効率的であるが、キャビティの壁を成形する過程においてはこのような方法が不可能である。また、既に生じたモールドフラッシュは化学薬品で溶かして水圧を加えて除去する複雑な過程を経ても、完全な除去は事実上容易ではない。そして、パッケージの小型化のためにキャビティの壁はできるだけ狭く形成せねばならず、放熱板の付着のためにここに介在される接着剤はその分微小量が適用されねばならない。接着剤は金属の放熱板との接着力が比較的優れた高粘度の液状エポキシを使用する。微小量の高粘度液状エポキシを再現性あるように塗布することは非常に難しく、すこしでも過量が塗布されれば放熱板の有効部位に広がってチップと放熱板との接地線２４をボンディングするのに障害になったり、塗布料が少しでも足りなければプラスチックキャビティの壁と金属放熱板との接着面の気密性に大きく影響を与えられて品質が劣る恐れがある。
【００１５】
一方、前記従来の技術はカバーをベースに接着するために高価の精密な装置で液状のエポキシをベースに塗布せねばならず、カバーの排気孔を精密な装置を用いて液状のエポキシ接着剤で塗布して閉塞せねばならないために高価の装置が必要であり、かつかかる高価の装置に対する要求に比べて単位時間当り生産量が劣って設備投資費の負担が大きい。また、カバーに人為的な排気孔を形成するためにカバーを成形する金型を非常に微細に加工せねばならないために摩耗が速く進み、摩耗によって成形過程でモールドフラッシュとしてレジン薄膜が広がって排気孔を閉塞する不良が多発して生産性が低下されるという問題点がある。
【００１６】
図２は、従来の他のエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。図２を参照すれば、エアキャビティ型パッケージのベースとして、中央にチップ４８をボンディングしうるパッドを備えた第１リードフレーム４２の上下面及び側面の一部にエアキャビティの壁として第１プラスチック胴体４４ｂが成形されており、その底面に伝導性溶接剤により外部端子としてのリードと放熱板とを備える第２リードフレーム４０が付着されており、第２プラスチック胴体４４ａにより完全な形状をなす。また、前記第１リードフレーム４２の中央パッド上にはチップ４８がボンディングされており、チップ４８は前記第１リードフレーム４２の外側に形成されたリードとボンディングワイヤ５２とによりワイヤーボンディングされている。ベース上には接着剤４６によってカバー５０が接着されている。したがって、チップ４８周囲にエアキャビティが形成されたパッケージが完成される。
【００１７】
前記パッケージは、第１リードフレーム４２の大部分をモールドの上下ダイでプレッシングした状態で一次的に第１プラスチック胴体４４ｂでキャビティ内壁を成形し、その底面に放熱板及びリードを備える第２リードフレーム４０を伝導性溶接剤で付着して再びモールディングして第２プラスチック胴体４４ａでキャビティ外壁を成形した形である。しかし、前記パッケージは二重のモールディングによりキャビティ壁が厚くなってパッケージの小型化に不利であり、１次及び２次モールディング面間の接着力が脆弱で、モールド数が増加し、かつ複雑で過重な開発費が負担となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は前記問題点を解消するために創出されたものであって、本発明の目的は、プラスチックモールディング技法を用いてセラミックパッケージが有するリードレスやボトムリードのような小型化技法や低騷音、高放熱のための多様な機能性構造を実現できるプラスチックパッケージベース及びその製造方法を提供するところにある。
本発明の他の目的は、工程が簡単で、生産性が向上され、かつ原価低減に優れたプラスチックパッケージベース及びその製造方法を提供するところにある。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、別途の排気孔なしに簡単な構造よりなるエアキャビティ型パッケージを提供するところにある。
本発明のさらに他の目的は、高価の整列装置を使用しなくても簡単な工程で信頼性あるエアキャビティ型パッケージの製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するための本発明に係るプラスチックパッケージベースは、チップボンディングのための第１パッドとその周辺に前記第１パッドと離隔された内部端子としての第１リードを含む第１単位体を少なくとも１つ以上備える第１リードフレームと、前記第１リードフレームの第１パッドと第１リードに対応してその底面にそれぞれ接着されており、第２パッドと外部端子としての第２リードとを含む第２単位体を少なくとも１つ以上備える第２リードフレームを含み、前記第１リードと第１パッドとの上面及び前記第２リードと第２パッドとの底面を露出させつつ、少なくとも前記第１リードの上面より上方に突出されないように前記第１及び第２リードフレーム間にモールド成形されたプラスチック胴体を含む。
【００２１】
前記第１リードフレームの第１リード及び第１パッドの上面と前記プラスチック胴体の上面とが同じ平面をなしてもよく、前記第１リードフレームの第１リード及びプラスチック胴体の上面は同じ平面をなし、前記第１パッドの上面より高く位置しても良い。この際、前記第１リードフレームの第１リードは階段形状に折り曲げられており、前記第１リードの外側部は前記第２リードと接着され、前記第１リードの内側部は前記第２パッドとプラスチック胴体とを介在して重畳さるべく構成されたことが望ましい。
【００２２】
また、前記目的を達成するための本発明に係るプラスチックパッケージベースの製造方法は、第１パッドとその周辺に前記第１パッドと連結された内部端子としての第１リードを含む第１単位体を少なくとも１つ以上備える第１リードフレームを準備する段階、前記第１リードフレームの第１パッドと第１リードにそれぞれ対応する第２パッドと外部端子としての第２リードを含む第２単位体を少なくとも１つ以上備える第２リードフレームを準備する段階、前記第１リードと第２リード及び第１パッドと第２パッドとが相互対応して接続さるべく前記第１リードフレームと第２リードフレームとを接着する段階、前記接続された第１及び第２リードフレームに対して前記第１リードフレームの不要な連結部を除去してパッケージとしての電気的及び物理的機能性を有する単一のリードフレームの結合体を完成する段階、前記リードフレームの結合体に対して所定のモールド成形を行ってプラスチック胴体を形成する段階を含む。
【００２３】
前記プラスチック胴体は、前記リードフレームの結合体上にチップをボンディングした後、全体パッケージを形成させたものでも良く、望ましくは第１リードと第１パッドとの上面及び前記第２リードと第２パッドとの底面を露出させつつ、少なくとも前記第１リードの上面より上方に突出されないように形成される。
【００２４】
また、前記第１リードフレームは、リードフレームのフレーム内に前記第１リードと第１パッドとを備える前記第１単位体がセクションバーにより一定した配列に複数配されており、前記第１単位体の第１パッドはパッド連結部により前記セクションバーまたはフレームに連結されており、前記第１単位体の第１リードは前記第１パッドの縁部内に所定の空間により区別さるべく形成される。即ち、第１パッドの延びたパッド縁部を連結部として内側に向けてギアが相互対向する形状をするか、あるいは第１リードが第１パッド内に島状に孤立された形とし、第１リードは別途のリード連結部により第１パッドに連結される形としても良く、第１リードの中間を折り曲げて段差を形成しても良い。
【００２５】
前記プラスチック胴体を形成した後、成形段階で生じたモールドフラッシュを除去するために前記第１リードの上面を研磨する段階をさらに備え、前記露出された第１リードの上面をワイヤーボンディングのためにメッキ処理する段階を含んでも良く、前記メッキ処理段階後に、前記第１パッド上にチップをボンディングし、第１リードとチップとの電気的接続のためのワイヤーボンディングを行う段階及び前記チップがワイヤーボンディングされたプラスチック胴体上にエアキャビティを形成し、気密が保たれるようにカバーを接着する段階をさらに備えられる。
【００２６】
本発明の前記形態によれば、第１リードフレームと第２リードフレームとの結合体に対して単一のモールディング工程を行うために工程が単純化され、第１リードの上面以上にプラスチック胴体を形成させないためにモールドフラッシュの発生が減少され、モールドフラッシュが発生しても研磨工程により容易に除去しうる。
【００２７】
一方、前記本発明のさらに他の目的を達成するための本発明に係るエアキャビティ型パッケージは、外部との電気的接続のためのリード部を含むパッケージベース、前記パッケージベースの上面にボンディングされており、前記パッケージベースのリード部と電気的に接続されたチップ、前記パッケージベース上に密着されて前記パッケージベースとの間にエアキャビティを形成し、そのエアキャビティ内に前記チップを内蔵するように蓋壁を備えた一体型カバー及び前記カバーの外周縁に沿って前記カバーとパッケージベースとを密封する密封材を含む。
【００２８】
前記パッケージベースは、一般のセラミックまたはプラスチック印刷回路基板の形であっても良く、望ましい一実施例によれば、チップボンディングのための第１パッドとその周辺に前記第１パッドと離隔された内部端子としての第１リードを含む第１リードフレームの第１単位体、前記第１リードフレームの第１パッドと第１リードとに対応してその底面にそれぞれ接着されており、第２パッドと外部端子としての第２リードとを含む第２リードフレームの第２単位体及び前記第１リードと第１パッドとの上面及び前記第２リードと第２パッドとの底面を露出させつつ、少なくとも前記第１リードの上面より上方に突出されないように前記第１単位体及び第２単位体間に一体にモールド成形されたプラスチック胴体を含むことができる。
【００２９】
前記ベースの他の実施例として、前記第１単位体の第１リードは階段形状に折り曲げられており、前記第１リードの外側部は前記第２リードと接着され、前記第１リードの内側部は前記第２パッドとプラスチック胴体とを介在して重畳さるべく構成されることもある。
【００３０】
また、前記本発明のさらに他の目的を達成するためのエアキャビティ型パッケージの製造方法は、中央にチップをボンディングしうるパッド部と前記パッド部の周囲に外部との電気的接続のためのリード部を備える単位体が複数配列されているベースを準備する段階、前記ベースの各単位体のパッド部及びリード部上にチップをボンディングし、電気的接続を行う段階、前記ベースの各単位体に対応する単位カバーが複数配列されており、各単位カバーは前記ベース上に密着されて前記ベースとの間にエアキャビティを形成するようにキャビティ壁が備えられ、隣接する各単位カバーの間は前記ベースの表面から離隔された連結部により相互連結され、外郭に沿って前記ベースの表面と密着されうるカバーダムが形成されたカバー板を準備する段階、前記カバー板の各蓋壁とカバーダムが前記ベース上の各単位体内のチップを保護するように前記カバー板を前記ベース上に密着して固定する段階、前記カバー板が固定されたベースを一定の温度になるように加熱する段階、前記加熱された状態下で前記チップが内蔵されたエアキャビティを除いて前記カバーダムと各蓋壁間の空間に液状のエポキシ密封材を注入した後、硬化させる段階及び前記ベースの各連結部を単位パッケージに切断する段階を含む。
【００３１】
前記ベースを準備する段階は、第１パッドとその周辺に前記第１パッドと連結された内部端子としての第１リードを含む第１単位体を少なくとも１つ以上備える第１リードフレームを準備する段階、前記第１リードフレームの第１パッドと第１リードとにそれぞれ対応する第２パッドと外部端子としての第２リードとを含む第２単位体を少なくとも１つ以上備える第２リードフレームを準備する段階、前記第１リードと第２リード及び第１パッドと第２パッドとが相互対応して接続さるべく前記第１リードフレームと第２リードフレームとを接着する段階、前記接続された第１及び第２リードフレームに対して前記第１リードフレームの不要な連結部を除去してパッケージとしての電気的及び物理的機能性を有する単一のリードフレームの結合体を完成する段階及び前記リードフレームの結合体に対して所定のモールド成形を行ってプラスチック胴体を形成する段階を含みうる。
一方、前記ベースを加熱する段階は、前記液状のエポキシガラス化遷移温度（Ｔｇ）以下付近になるように加熱することが望ましい。
【００３２】
本発明の前記形態によれば、パッケージベースとカバーとをあらかじめ液状のエポキシ接着剤を一定の温度に予熱した状態で液状のエポキシを注入するためにエアキャビティ内の圧力変化が非常に鈍い状態で硬化されて安定的にシーリングされうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付した図面に基づき、本発明に係る望ましい実施例を詳細に説明する。本実施例は本発明を限定することでなく、本発明の具体的な実施例として本発明の思想を容易に理解できるように例示したものに過ぎず、特許請求の範囲に記載された本発明の思想の範囲内で多様に変形可能であることはもちろんである。
【実施例１】
【００３４】
図３は、本発明の第１実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
図３を参照すれば、内部端子としての役割をする第１リード１１０ａと第１パッド１２０とを含む第１リードフレームと、外部端子としての役割をする第２リード２１０と第２パッド２２０とを含む第２リードフレームが重畳さるべく伝導性溶接剤３１０により接着されている。第１リードフレームの第１パッド１２０上にはチップ５２０が接着剤（図示せず）によりボンディングされており、チップ５２０と内部端子としての役割をする第１リードフレームの第１リード１１０ａはボンディングワイヤー５０３によりワイヤーボンディングされている。
【００３５】
第１リードフレーム及び第２リードフレームは、例えば、EMCプラスチック胴体３２０によりモールド成形され、第１リード１１０ａ及び第１パッド１２０の上面と、第２リード２１０及び第２パッド２２０の底面は露出される。また、前記プラスチック胴体３２０の上面、第１リード１１０ａの上面及び第１パッド１２０の上面は同じ平面をなしている。
【００３６】
プラスチック胴体３２０により第１リードフレームと第２リードフレームとが結合されたパッケージのベース上にはエポキシ接着剤５０４を介在してカバー４０２が気密を保つように接着される。したがって、パッケージのベースとカバー４０２との間にエアキャビティが形成されたプラスチックパッケージが構成される。
【００３７】
図４は、本発明の他の実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。図３と同じ部材は同じ参照番号を付し、それに関する詳細な説明は略す。
図４を参照すれば、第１リードフレームの第１リード１１０ｄが階段形状に折り曲げられており、前記プラスチック胴体３２０の上面と第１リード１１０ｄの上面とは同じ平面をなし、第１パッド１２０の上部面より高く形成される。すなわち、第１リード１１０ｄの外側部は第２リード２１０の上面と接着されており、第１リード１１０ｄの内側部は第２パッド２２０の縁部と一定部分がプラスチック胴体３２０を介在して重畳されている。
【００３８】
次いで、本発明の第１実施例に係るエアキャビティ型電機電子素子用プラスチックパッケージのパッケージベース、これを用いたエアキャビティ型パッケージ及びこれを製造する方法を説明する。
まず、相互重畳して接着可能な第１リードフレームと第２リードフレームとを準備する。図８は、本発明の一実施例に適用される第１リードフレームを示す斜視図である。図９Ａないし図１０は、本発明の一実施例に適用される第１リードフレームの単位体の多様な変形を示す斜視図である。図１１は、図８の第１リードフレームと相関関係になるように準備された第２リードフレームを示す斜視図である。
【００３９】
図８に示されたように、第１リードフレーム１００は一般のリードフレームで外部リードとして区分されるリード部位無しにフレーム縁部１０１内に所定の空間により区分される第１リード１１０ａと第１パッド１２０とで構成される第１単位体１３０ａをセクションバー１０２で区分して一定配列で複数配置されている。図面において円形内に拡大して表現した第１単位体１３０ａにおいて、前記第１リード１１０ａは第１パッド１２０の縁部の内側に含まれて前記パッド縁部１２１とできるだけ最小の連結部で固定されており、前記第１パッド１２０はできるだけ最小限のパッド連結部１３１によりセクションバー１０２またはリードフレームのフレーム縁部１０１に固定されている。
【００４０】
ここで、第１リードと第１パッドとよりなる単位体は多様な形の構成が可能である。図８において拡大して示したように、第１パッド１２０が第１単位体１３０ａの縁部に沿って形成されたパッド縁部１２１に連結されており、またチップボンディングが起こる第１パッド１２０の内側部を中心としてパッド縁部１２１と連結された第１リード１１０ａが第１パッド１２０の内側部に対してあたかもギアに対するように配されたのが最も基本的な形である。
【００４１】
これに対し、低雑音効果の向上のために図９Ａに示した単位体１３０ｂのように第１リード１１０ｂと第１パッド１２０との内側部ができるだけ大面積に亘って隣接するように第１パッド１２０のパッド縁部１２１に独立して連結されて第１リード１１０ｂと第１パッド１２０とを噛み合ったギア状に形成したり、図９Bに示した単位体１３０ｃのように、第１リード１１０ｃが第１パッド１２０に島状に孤立されて別途のリード連結部１１２で第１パッド１２０に固定されるように用意しても良い。
【００４２】
また、図１０に示した単位体１３０ｄのように、図８に示された第１単位体１３０ａの第１リード１１０ａとは違って第１リード１１０ｄが階段形状に折り曲げられた形に構成されうる。これは図１１で後述する第２リードフレーム２００の第２パッド２２０をより大きく延ばし、第１リード１１０ｄと重畳させて放熱効果及び低雑音効果をさらに高められるように全ての第１リード１１０ｄの内側端部が第２パッド２２０より高く段差を形成して折り曲げられるようにしたことである。図示しなかったが、図８、図９Ａ及び図９Ｂの各第１リードに対しても中間に階段状に折り曲げて段差を形成できることはもちろんである。
【００４３】
第２リードフレーム２００は、図１１に示されたように、全体フレーム縁部２０１内にセクションバー２０２をおいて第２リード２１０と第２パッド２２０とを含む第２単位体２３０を第１リードフレーム１００に相応するように複数配置し、第２リード２１０が第１リード１１０ａと、そして第２パッド２２０が第１パッド１２０とできるだけ大面積で相互接続可能にするが、第２リード２１０と第１パッド１２０、第２パッド２２０と第１リード１１０ａとが接地状態でない限り、必ず相互一定間隔に離隔されるように構成されている。
【００４４】
次いで、図８に示された第１リードフレーム１００と図１１に示された第２リードフレーム２００とを伝導性溶接剤３１０で相互接着させる。図１２は第１及び第２リードフレーム１００、２００を結合させた結合体で第１単位体１３０と第２単位体２３０との結合を示す斜視図である。
【００４５】
図１２を参照すれば、第１リードフレーム１００の第１単位体１３０と第２リードフレーム２００の第２単位体２３０とが伝導性溶接剤３１０により相互接着され、この際、第１パッド１２０の底面と第２パッド２２０の上面とが相互接着され、第１リード１１０ａの底面と第２リード２１０の上面とが相互電気的及び物理的機能性を有するように対応して接着される。
【００４６】
次いで、第１リードフレーム１００の不要な要素を打抜きによって除去する。図１３は図１２の底面に対する斜視図であり、第１リードフレーム１００の打抜き領域を示した斜視図である。図１３を参照すれば、第１リードフレーム１００から第１パッド１２０と第１リード１１０ａとを除いた不要な要素、すなわちパッド縁部１２１、リード連結部１１１及びパッド連結部１３１を打抜きによって除去する。
【００４７】
これにより、両リードフレームは電気的及び物理的にパッケージの機能性を有する単一のリードフレームであって、電機電子素子的に有効なトランスファモールディング可能な形のリードフレーム結合体として完成される。図１４は、図１２において第１リードフレームの打抜き部を除去した後の第１及び第２リードフレームの完成された結合体を示す斜視図である。
【００４８】
次いで、前記第１及び第２リードフレームの結合体に対してプラスチックモールド成形工程を実施してプラスチックパッケージのベース３００を形成する。図１５は、本発明の一実施例に係るプラスチックパッケージのベース３００を示す斜視図である。
図１５を参照すれば、前記リードフレーム結合体の全体厚さだけ、そして少なくとも第２リードフレーム２００の全面積に亘って各単位体の区分なしにプラスチック胴体３２０を成形する。この際、第１リード１１０ａの上面と第１パッド１２０の上面全体、そして第２リードフレームの底面全体を露出する。図１５では第１リード１１０ａの上面と第１パッド１２０の上面と同じ平面になるようにプラスチック胴体３２０が形成されたことを示す。この際、図１０に示された第１単位体を有する第１リードフレームを使用した場合には図４に示されたように第１パッドがプラスチック胴体の表面より低く形成されうる。
【００４９】
一方、この過程でモールドフラッシュが露出されたリードフレームの金属面に広がる場合、平坦面を擦るような機械的な研磨工程でモールドフラッシュを簡単に除去する。
次いで、前記プラスチック胴体３２０をモールド成形した後、プラスチック胴体３２０の外に露出される全ての金属面をチップ５０２ボンディング、ワイヤー５０３ボンディング、そしてボード実装に有効なメッキ処理を行うことによって、エアキャビティ型プラスチックパッケージ５００のベース３００を完成する。次いで、前記完成されたプラスチックパッケージのベース３００に対して後続工程を進行してパッケージの形成を完了する。図１６は本発明の一実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージ５００の部分切開斜視図である。
【００５０】
図１６を参照すれば、前記完成されたパッケージベース３００は単位体のそれぞれに対してチップボンディング、ワイヤーボンディング、そしてエポキシ接着剤５０４を用いてカバー４０２を被せるシーリング過程を経てそれぞれの単位体に切断されれば、図１６に示されたようなリードレス型エアキャビティプラスチックパッケージ５００として組立て完成される。
一方、前記パッケージベース３００の胴体３２０の成形は各単位体別に行え、それにより最終組立て完成されたパッケージは第２リード２１０の切断として個別化されたボトムリード型パッケージとなる。
【００５１】
図１７は、本発明の他の実施例に係る対応する第１及び第２リードフレームとその各単位体とを分離して示す斜視図であり、図１８は図１７のリードフレームの結合体に対してモールド成形して製造されたプラスチックパッケージのベースを示す斜視図であり、図１９は図１８のベースを適用して製作されたエアキャビティ型プラスチックパッケージの部分切開斜視図である。
【００５２】
図１７ないし図１９を参照すれば、第１リードフレーム１００ｅとこれに相応して準備された第２リードフレーム２００ｅを準備する。第１リードフレーム１００ｅの第１単位体１３０ｅと第２リードフレーム２００ｅの第２単位体２３０ｅとをそれぞれ拡大して示しており、第１単位体１３０ｅは中央に第１パッド１２０を中心に第１リード１１０ｅが島状に独立して分離されており、第２単位体２３０ｅは中央に第２パッド２２０を中心に第２リード２１０が配されており、第２リード２１０は上側の一部が除去されたハーフエッチング面２１１を有する。このようなハーフエッチング面２１１は第１リードフレーム１００ｅで島状に孤立された第１リード１１０ｅとの接続部を除いた第２リード２１０の大部分に形成される。
【００５３】
次いで、図１８に示されたように前記リードフレーム結合体の全体厚さだけ、そして少なくとも第２リードフレーム２００ｅの全面積に亘って各単位体の区分なしにプラスチック胴体３２０を成形する。この際、第１リード１１０ｅの上面と第１パッド１２０の上面全体、そして第２リードフレームの底面全体を露出する。図１８では第１リード１１０ｅの上面と第１パッド１２０の上面とが同じ平面になるようにプラスチック胴体３２０が形成されたことを示す。この際、図１０に示された第１単位体を有する第１リードフレームを使用した場合には図４に示されたように第１パッドがプラスチック胴体の表面より低く形成されうる。
【００５４】
一方、この過程でモールドフラッシュが露出されたリードフレームの金属面に広がる場合、平坦面を擦るような機械的な研磨工程でモールドフラッシュを簡単に除去する。次いで、前記プラスチック胴体３２０をモールド成形した後、プラスチック胴体３２０の外に露出される全ての金属面をチップ５０２ボンディング、ワイヤー５０３ボンディング、そしてボード実装に有効なメッキ処理、例えば銅で行うことによってエアキャビティ型プラスチックパッケージ５００のベース３００ｅを完成する。
次いで、前記完成されたプラスチックパッケージのベース３００ｅに対して後続工程を進行してパッケージの形成を完了する。図１９は、本発明の一実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージ５００ｅの部分切開斜視図である。
【００５５】
一方、本発明は前記第１実施例に限定されることではなく、本発明の範囲を外れない多くの変形を加えて実施しうる。例えば、第２パッドが除去された形で胴体が成形された場合や、第１リードを島状に配した場合に電磁波遮蔽のために第１パッド縁部の内部に伝導性接着剤ないし溶接剤を介在し、金属カバーでエアキャビティをシーリングする場合などがある。
【００５６】
また、パッケージのベースを形成するためにリードフレームの結合体の全体に対してプラスチックモールド成形が行われることもあるが、各単位体に対して個別的にモールド成形を行ってもよく、本実施例とは違って３つ以上のリードフレームを積層した後、伝導性溶接剤で接着して不要な要素を打抜きによって除去することによって単一のリードフレーム結合体を完成しても良い。
【００５７】
また、本発明のプラスチックパッケージベースを完成した後、エアキャビティ型パッケージのためにエアキャビティを形成するカバーを形成してパッケージを組立てても良いが、チップボンディング後、単一のモールド成形を通じてパッケージを完成しても良い。
【実施例２】
【００５８】
図５ないし図７は、本発明の各実施例に係るエアキャビティ型パッケージの断面図を示す。図５ないし図７は、パッケージベースを多様にした実施例であるが、本発明は以外にも多様な構造を有するパッケージベースに対しても適用されることはもちろんである。
図５を参照すれば、ベース４０４上にチップ５２０が接着剤（図示せず）によりボンディングされており、チップ５２０とベース４０４との電気的接続のためのボンディングワイヤ５０３が形成されている。またベース４０４上には一体型に形成されたプラスチックカバー４１０が密封材４５０によりシーリングされてエアキャビティを形成している。前記ベース４０４は簡略に示したものであるが、その内部には前記ボンディングワイヤ５０３を通じて外部端子に電気的接続を形成するリード（図示せず）が複数形成され、またベース４０はプラスチックベース以外にセラミックまたはプラスチック印刷回路基板で有り得る。
【００５９】
図６を参照すれば、内部端子としての役割をする第１リード１１０ａと第１パッド１２０とを含む第１リードフレームと、外部端子としての役割をする第２リード２１０と第２パッド２２０とを含む第２リードフレームが重畳さるべく伝導性溶接剤３１０により接着されている。第１リードフレームの第１パッド１２０上にはチップ５２０が接着剤（図示せず）によりボンディングされており、チップ５２０と内部端子としての役割をする第１リードフレームの第１リード１１０ａはボンディングワイヤー５０３によりワイヤーボンディングされている。
【００６０】
第１リードフレーム及び第２リードフレームは、例えば、EMCプラスチック胴体３２０によりモールド成形され、第１リード１１０ａ及び第１パッド１２０の上面と、第２リード２１０及び第２パッド２２０の底面は露出される。また、前記プラスチック胴体３２０の上面、第１リード１１０ａの上面及び第１パッド１２０の上面は同じ平面をなしている。
【００６１】
プラスチック胴体３２０により第１リードフレームと第２リードフレームが結合されたパッケージのベース上にはエポキシ接着剤４５０を介在してカバー４１０が気密を保つように接着される。したがって、パッケージのベースとカバー４１０との間にエアキャビティが形成されたプラスチックパッケージが構成される。
【００６２】
図７を参照すれば、図６のパッケージベースと類似した構造を有するものであって、第１リードフレームの第１リード１１０ｄが階段形状に折り曲げられており、前記プラスチック胴体３２０の上面と第１リード１１０ｄの上面とは同じ平面をなし、第１パッド１２０の上部面より高く形成される。すなわち、第１リード１１０ｄの外側部は第２リード２１０の上面と接着されており、第１リード１１０ｄの内側部は第２パッド２２０の縁部と一定部分がプラスチック胴体３２０を介在して重畳されている。本実施例もベース上にカバー４１０がエポキシ接着剤４５０によりシーリングされ、エアキャビティを形成している。
【００６３】
次いで、本発明の第２実施例に係るエアキャビティ型パッケージの製造方法を、図２０ないし図２３に基づいて説明する。以下の説明は、たとえ前記図６の構造を有するエアキャビティ型パッケージの製造方法について説明するが、これは例示的なものであって、他の実施例についても同じ原理が適用される。また、本発明の第２実施例ではパッケージベースについては前述した第１実施例で十分に説明したのでその詳細な説明は略し、以下図１５に示されたパッケージベース３００を用いてエアキャビティ型パッケージを製造する方法について説明する。図２０を参照すれば、図１５で製作されたプラスチックパッケージのベース３００の各単位体に対応してエアキャビティを形成できるカバー板４００を準備する。図２０はそれを部分切開した斜視図であり、図２１は前記カバー板４００内に複数配列されている各単位カバーに対する底面斜視図を示す。
【００６４】
前記カバー板４００は外郭に沿ってパッケージベース３００と密着固定されうるカバーダム４４０を備える。このようなカバーダム４４０は、パッケージベース３００上に形成されうる係止部（図示せず）により定位置に正確に固定できることはもちろんである。一方、前記カバーダム４４０の一側壁には後述される液状のエポキシ接着剤が注入される注入口（図示せず）をさらに含みうる。
【００６５】
各単位カバーはカバー部４１０とカバー部４１０の４角部に沿って突出された蓋壁４３０を備え、蓋壁４３０は下方に狭くなる形に構成される。前記各単位カバーは、カバーダム４４０と最小限の連結部４２０により連結されており、隣接する各単位カバーの間もこれら連結部４２０により相互連結される。連結部４２０は、カバー板４００がベース３００上に密着される時、その表面から一定距離だけ離隔される形に構成されている。したがって、蓋壁４３０で取囲まれたエアキャビティを除いた空間は一体に連結され、注入口を通じて液状のエポキシが注入される時、エポキシの注入が均一に全空間に亘って行われうる。
【００６６】
次いで、図２２で示されるように、チップ５２０及びボンディングワイヤ５０３がボンディングされたベース３００上に前記カバー板４００を定位置に密着固定する。そして、図示していない温度調節が容易な熱板上に前記カバー板が固定されたベースを安着させた後、一定の温度に至るまで加熱する。加熱温度は後続して注入される液状のエポキシ樹脂のガラス化遷移温度以下の最高温度になるようにする。
引き続き、このような温度を保ちつつカバー板４００の注入口を通じて液状のエポキシを注入して硬化する過程の間にはこの温度を保ち続ける。
【００６７】
本発明のようにベース３００とカバー板４００とを予熱する理由は、エアキャビティ内の圧力変化が最も鈍化された時点で液状のエポキシを注入するためである。すなわち、ボイル・シャルルの法則によれば、密閉された空間体内の空気の体積が一定であれば、空間体内の温度変化によって内部圧力が変わる。すなわち、空間体内の温度上昇によって内部圧力が増加し、温度上昇が一定レベルに至ると温度変化と圧力変化とが鈍化され、その変化推移が緩慢に飽和される。さらに、本実施例のように前記液状のエポキシを注入しない状態で蓋壁４３０とベースとを密着させた状態で加熱すれば、エアキャビティ内部の空気密度が次第に減少しつつ飽和がなされる。これは理想気体状態方程式PV=nRT（Pは圧力、Vは体積、nは気体のmol数、Rは理想気体定数、Tは温度）において、エアキャビティ内の空気密度が減少すれば温度の変化による圧力変化の敏感度が緩和されるという事実に基づく。
【００６８】
もし、ベースとカバー板とを予熱せず、直ちに液状のエポキシを注入し、エポキシの硬化のために熱を加えれば、液状のエポキシにより密閉されたエアキャビティ内の内部圧が増加され、一定の圧力に至る瞬間ベースとカバー板との接触領域で硬化される前の流体状態のエポキシが外部に噴出されつつ気密が破壊される。
【００６９】
したがって、本発明のように液状のエポキシを注入する前に一定の温度でベースとカバー板とを予熱した状態でエポキシを注入し、この状態で硬化させれば、あたかも局部的な加熱のない室温の大気で液状のエポキシが気密を維持する条件のようにエアキャビティ内の圧力変化のない状況に近接し、さらにキャビティ内の空気密度が非常に低いという事実は加熱温度の不安定や起伏による温度変化に対してキャビティ内の圧力変化がはるかに鈍化されて作用するために、エアキャビティの気密維持が安定的になされつつ液状エポキシを硬化させうる。
【００７０】
一方、エアキャビティの気密維持を安定的に保つためには前述したような熱作用以外にも、キャビティ内の面積が大きいほど、最終のシーリング面積または部位が小さいほど、そしてエポキシが高粘度であるほど有利なためにこれらも考慮してシーリング工程を行う。
次いで、液状のエポキシが硬化されてシーリング工程が完了されれば、前記各単位カバーの連結部を切断して個々の単位パッケージの形成を完了する。図２３は最終的に完成されたパッケージの部分切開斜視図である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の第１実施例によれば、第１に、第１パッドと第２パッドとにより放熱板として金属の厚さと面積とが大きくなって放熱効果が大幅に向上する。
第２に、全体パッケージベースの扁平な構造によってモールドフラッシュの発生抑制及び除去が容易なので、製造過程が単純化され、生産性向上及び原価低減の効果が得られる。
【００７２】
第３に、第１リードが第１パッドの縁部内側に最も大きな面積で捕獲されたり、第２パッドに重畳させる方法で低雑音型設計を容易に具現しうる。
第４に、プラスチックパッケージとしてリードレスやボトムリード構造を容易に実現して実際回路基板に実装する面積を減らせて小型化の効果が得られる。
第５に、２つ以上のリードフレームを積層及び接続した後、打抜きによってパッケージとしての電気的及び物理的機能性を有する単一のリードフレーム結合体を作れるために１つのリードフレームだけでは不可能な電気的配線及び工程を容易に達成しうる。
【００７３】
また、本発明の第２実施例によれば、エアキャビティ型パッケージを簡単な構造でありつつも気密を安定に保ち、かつ高価の整列装置が不要で、簡単な熱板だけで気密維持が安定したエアキャビティ型パッケージを製造できて作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来のエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
【図２】従来の他のエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
【図６】本発明の一実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
【図７】本発明の一実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージを示す断面図である。
【図８】本発明の一実施例に適用される第１リードフレームを示す斜視図である。
【図９Ａ】本発明の一実施例に適用される第１リードフレームの単位体の多様な変形を示す斜視図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施例に適用される第１リードフレームの単位体の多様な変形を示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施例に適用される第１リードフレームの単位体の多様な変形を示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施例に適用される第２リードフレームを示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施例に係る第１及び第２リードフレームの各単位体の結合を示す斜視図である。
【図１３】図１２から第１リードフレームの打抜き部を示した斜視図である。
【図１４】は、図１２で第１リードフレームの打抜き部を除いた後の第１及び第２リードフレームの完成された結合体を示す斜視図である。
【図１５】本発明の一実施例に係るプラスチックパッケージのベースを示す斜視図である。
【図１６】本発明に一実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージの部分切開斜視図である。
【図１７】本発明の他の実施例に係る対応する第１及び第２リードフレームとその各単位体とを分離して示す斜視図である。
【図１８】本発明の他の実施例に係るプラスチックパッケージのベースを示す斜視図である。
【図１９】本発明に他の実施例に係るエアキャビティ型プラスチックパッケージの部分切開斜視図である。
【図２０】本発明の一実施例に係るエアキャビティ型パッケージのカバー板を示した部分切開斜視図である。
【図２１】図２０での単位カバーの底面斜視図である。
【図２２】本発明の一実施例に係るカバー板を装着した後、エポキシ樹脂を注入した後の部分切開斜視図である。
【図２３】本発明の一実施例に係るエアキャビティ型パッケージの部分切開斜視図である。
【図１】
2006041550.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006041550.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2006041550.tif 000010
【図９Ａ】
2006041550.tif 000011
【図９Ｂ】
2006041550.tif 000012
【図１０】
2006041550.tif 000013
【図１１】
2006041550.tif 000014
【図１２】
2006041550.tif 000015
【図１３】
2006041550.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2006041550.tif 000019
【図１７】
2006041550.tif 000020
【図１８】
2006041550.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2006041550.tif 000024
【図２２】
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【図２３】
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