(57)【要約】【構成】本発明は電子素子成分のパッケージ（１４０）および電子素子成分のパッケージを形成する方法に関する。本発明パッケージは、金属基板（５）およびこの金属基板に結合した端子チップ（２０）から構成することができる。端子チップは、取り付けパッドに電気的に結合したダイ接触パッド、および金属基板とダイ接触パッドとの間を電気的に分離するように構成した分離機能部から構成することができる。接触は電子素子成分に電気的に接続するように構成してもよい。金属基板を金属シートに折りたたんで、成形用キャビティを形成する。金属基板は、少なくとも一つのメッキ層を有することができる。本発明パッケージは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を金属基板に結合してもよい。このＬＥＤ（１５）は、共融ボンドを介して金属基板に結合することができる。【選択図】図７Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基板、
および該金属基板に結合した端子チップからなり、
前記端子チップが、取り付けパッドに電気的に結合したダイ接触パッドおよび前記金属基板と前記ダイ接触パッドとの間に電気的な分離を確保するように構成した分離機能部を有し、前記ダイ接触パッドを電子素子成分に電気的に接続するように構成されたことを特徴とする電子素子成分のパッケージ。
【請求項２】
前記金属基板を折りたたんで成形用キャビティを形成した請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
前記金属基板に、折りたたみを容易にする強度の弱いスポットウインドを形成した請求項２に記載のパッケージ。
【請求項４】
成形用キャビティウインドを形成した金属ストリップからなり、この金属ストリップを前記金属基板に積層して成形用キャビティを形成した請求項１に記載のパッケージ。
【請求項５】
前記パッケージの一体的部分としてヒートシンク素子を形成した請求項１に記載のパッケージ。
【請求項６】
前記金属基板が、少なくとも一つの金属処理層を有する請求項１に記載のパッケージ。
【請求項７】
前記金属基板が、Ｎｉ層およびＡｕ層からなる第１メッキ層を有する請求項６に記載のパッケージ。
【請求項８】
前記金属基板が、半田からなる第２の選択的メッキ層を有する請求項７に記載のパッケージ。
【請求項９】
さらに、前記金属基板に結合した発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる請求項１に記載のパッケージ。
【請求項１０】
共融ボンドを介して前記ＬＥＤを前記金属基板に結合した請求項９に記載のパッケージ。
【請求項１１】
さらに、前記金属基板に結合した静電放電（ＥＳＤ）保護装置からなる請求項９に記載のパッケージ。
【請求項１２】
さらに、前記金属基板に一体化した複数の角度の付いたダイ平面からなり、これら角度の付いたダイ平面について複数の発光ダイオードを取り付けることができるように構成した請求項１に記載のパッケージ。
【請求項１３】
前記端子チップが、さらに複数の埋設回路成分からなる請求項１に記載のパッケージ。
【請求項１４】
前記端子チップが、さらに前記金属基板と前記端子チップとの間に電気的な分離を確保できるように構成した金属処理セラミック基体からなる請求項１に記載のパッケージ。
【請求項１５】
前記端子チップが、前記金属基板に半田付けできるように構成したセラミック基板および上部、下部および側部銅パッドからなる請求項１に記載のパッケージ。
【請求項１６】
電子素子成分パッケージを形成する方法であって、
金属基板を用意する工程、
前記金属基板に端子チップを結合する工程であって、該端子チップが、取り付けパッドに電気的に結合したダイ接触パッドおよび前記金属基板と前記ダイ接触パッドとの間に電気的な分離を確保するように構成した分離機能部を有する工程、および
前記電子素子成分を前記ダイ接触パッドに電気的に接続する工程からなることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記金属基板を折りたたんで成形用キャビティを形成する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記金属基板に、折りたたみを容易にする強度の弱いスポットウインドを形成する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
成形用キャビティウインドを形成した金属ストリップを前記金属基板に積層して成形用キャビティを形成する請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
さらに前記パッケージの一体的部分としてヒートシンク機能部を形成する請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
さらに前記金属基板を少なくとも一つのメッキ層でメッキすることからなる請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記金属基板にＮｉ層およびＡｕ層からなる第１メッキ層を形成する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
さらに半田層を選択的にメッキすることによって前記金属基板に第２メッキ層を形成することからなる請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに前記金属基板に発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けることからなる請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
さらに共融ボンドを介して前記ＬＥＤを前記金属基板に結合することからなる請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
さらに前記金属基板に静電放電（ＥＳＤ）保護装置に取り付けることからなる請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
さらに前記金属基板に複数の角度の付いたダイ平面を形成することからなり、これら角度の付いたダイ平面について複数の発光ダイオードを取り付けることができるように構成した請求項１６に記載の方法。
【請求項２８】
前記端子チップが、さらに複数の埋設回路成分からなる請求項１６に記載の方法。
【請求項２９】
前記端子チップが、さらに前記金属基板と前記端子チップとの間に電気的な分離を確保できるように構成した金属処理セラミック基体からなる請求項１６に記載の方法。
【請求項３０】
前記端子チップが、前記金属基板に半田付けできるように構成したセラミック基板および上部、下部および側部銅パッドからなる請求項１６に記載の方法。
【請求項３１】
ダイ接触パッドを有する第１端子およびワイヤボンディングパッドを有する第２端子を有する金属基板、および
これら端子を設け、固定するように構成したパッケージトップであって、該パッケージトップに、前記ダイ接触パッドおよび前記ワイヤボンディングパッドが露出するように構成したキャビティを形成し、そして電子素子成分に電気的に接続するように前記ダイ接触パッドを構成したパッケージトップからなることを特徴とする電子素子成分の電気パッケージ。
【請求項３２】
前記パッケージトップに凸部を形成し、そして前記金属基板にこの凸部を受け取る寸法のスロットを形成した請求項３１に記載のパッケージ。
【請求項３３】
前記凸部により前記第１端部および第２端部を電気的に分離した請求項３２に記載のパッケージ。
【請求項３４】
前記金属基板が、少なくとも一つのメッキ層を有する請求項３１に記載のパッケージ。
【請求項３５】
前記金属基板の上面を金層でメッキした請求項３１に記載のパッケージ。
【請求項３６】
前記金属基板の下面を半田層でメッキした請求項３１に記載のパッケージ。
【請求項３７】
さらに、半導体ダイを前記キャビティに取り付け、前記ダイ接触パッドに電気的に接続した請求項３１に記載のパッケージ。
【請求項３８】
前記半導体ダイが発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる請求項３７に記載のパッケージ。
【請求項３９】
共融ボンドを介して前記ＬＥＤを前記金属基板に結合した請求項３８に記載のパッケージ。
【請求項４０】
さらに、前記半導体ダイの少なくとも一部を前記ワイヤボンディングパッドに電気的に接続するワイヤボンドからなる請求項３７に記載の電気パッケージ。
【請求項４１】
さらに、前記金属基板に結合した静電放電（ＥＳＤ）保護装置からなる請求項３１に記載の電気パッケージ。
【請求項４２】
さらに、前記金属基板に集積化した複数の角度の付いたダイ平面を形成し、これら角度の付いたダイ平面について複数の発光ダイオードを取り付けることができるように構成した請求項３１に記載の電気パッケージ。
【請求項４３】
接着剤および導電性材料のうち少なくとも一つによって前記パッケージトップを前記金属基板に結合した請求項３１に記載の電気パッケージ。
【請求項４４】
前記パッケージトップを前記金属基板に成形した請求項３１に記載の電気パッケージ。
【請求項４５】
さらに、前記キャビティを充填する成形用材料からなる請求項３１に記載の電気パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に関する相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１０年１月２５日に出願された米国仮特許出願第６１/２９８，１２３号および２０１０年５月１８日に出願された米国仮特許出願第６１/３４５，７４６号の優先権を主張する出願であり、これら明細書の内容を援用する出願である。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、電子素子成分パッケージング（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ）に関する。特に、本発明は、半導体パッケージングに関する。
【背景技術】
【０００３】
熱管理は、設計者にとって最も大きな課題の一つである。多くの電子素子成分にとってパッケージングは有利であり、熱的性能の向上を担保するものである。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイパフォーマンスの場合、温度感受性が極端である。ＬＥＤ接合温度が高くなると、ＬＥＤ効率が下がり、ＬＥＤの耐久年数が短くなり、ＬＥＤから発光される全光束が減る。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、電子素子成分のパッケージ、および電子素子成分のパッケージを形成する方法に関する。このパッケージは金属基板（ｍｅｔａｌ  ｂａｓｅ）およびこの金属基板に結合した端子チップを有するものである。端子チップは取り付けパッドに電気的に結合したダイ接触パッド、および金属基板とダイ接触パッドとの間を電気的に分離するように構成した分離機能部（ｉｓｏｌａｔｉｎｇ  ｆｅａｔｕｒｅ）を有する。接触は、電子素子成分に電気的に接続するように構成することができる。
【０００５】
金属基板を折りたたむと、成形用キャビティを形成することができる。金属基板の所定エリアは、メッキ処理または金属処理することができる。これら金属処理層は、Ｎｉ層およびＡｕ層を有することができる。また、これらエリアは、Ｓｎなどの半田層を有していてもよい。
【０００６】
本発明パッケージは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を金属基板に結合してもよい。ＬＥＤは、共融ボンドを介して金属基板に結合することができる。また、本発明パッケージは、静電放電（ＥＳＤ）保護装置を金属基板に結合することができる。本発明パッケージの場合、複数の角度のついたダイ平面を金属基板に集積化することができ、そしてこれら角度のついたダイ平面については、複数の発光ダイオードを取り付けるように構成することができる。
【０００７】
上記端子チップは、複数の埋設回路素子から構成することができる。この端子チップの金属処理セラミック基体については、金属基板と、端子チップに付着形成した複数の端子との間を電気的に絶縁するように構成すればよい。端子チップは、セラミック基板、および金属基板に半田付けできるように構成した上部銅パッド、下部銅パッドおよび側部銅パッドで構成することができる。また、端子チップは、複数の埋設回路素子を有していてもよい。
【０００８】
本発明パッケージの金属基板には、第１端子および第２端子を形成することができる。第１端子にはダイ接触パッドを形成することができる。第２端子には、ワイヤボンディングパッドを形成することができる。このパッケージのパッケージトップについては、端子を設け、固定できるように構成してもよい。このパッケージトップには、ダイ接触パッドおよびワイヤボンディングパッドが露出するキャビティを形成することができる。なお、ダイ接触パッドについては、電子素子成分に電気的に接続するように構成すればよい。
【０００９】
上記パッケージトップには、凸部を形成することができ、そして金属基板には、この凸部を受け取る寸法のスロットを形成することができる。この凸部により第１端子と第２端子とを電気的に分離することができる。金属基板には、少なくとも一つのメッキ層を形成することができる。金属基板の上面には、金の層をメッキすることができ、また金属基板の下面には、半田の層をメッキすることができる。
【００１０】
本発明パッケージの半導体ダイは、上記キャビティに取り付けることができ、かつ上記ダイ接触パッドに電気的に接続することができる。この半導体ダイとしては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用することができる。このＬＥＤについては、共融ボンドを介して金属基板に結合することができる。本発明のパッケージの場合、ワイヤボンドによって上記半導体ダイの少なくとも一部をワイヤボンディングパッドに電気的に接続することができる。本発明のパッケージの場合、静電放電（ＥＳＤ）保護装置を金属基板に結合することができ、また複数の角度の付いたダイ平面を金属基板に集積化することができる。なお、これら角度の付いたダイ平面は、複数の発光ダイオードを取り付けることができるようになっている。本発明パッケージトップについては、接着剤および導電性材料のうち少なくとも一つによって金属基板に接合することができ、また金属基板に成形してもよい。本発明パッケージの場合、上記キャビティに成形用材料を充填してもよい。
【００１１】
添付図面を参照して、例示のみを目的とした以下の説明を読めば、本発明をより深く理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】パッケージ製造を容易にする機械加工の金属基板を示す図である。
【図２】共融ボンドによってダイの組み立てを可能にする第１金属処理層を有する金属基板を示す図である。
【図３】パッケージＳＭＴの組み立てを可能にする、後ろ側に第２金属処理層を有する金属基板を示す図である。
【図４】折りたたんで成形キャビティを形成した金属基板を示す図である。
【図５Ａ】メッキビア（ｐｌａｔｅｄ  ｖｉａ）を使用してアルミナに両面銅を形成したセラミック基体上に製造した端子チップを示す図である。
【図５Ｂ】メッキビア（ｐｌａｔｅｄ  ｖｉａ）を使用してアルミナに両面銅を形成したセラミック基体上に製造した端子チップを示す図である。
【図６】挿入体キャビティ内に設けられた端子チップを示す図である。
【図７Ａ】金属基板ストリップから分離した個々のパッケージを示す図である。
【図７Ｂ】ダイ、ワイヤボンド、およびカプセル化化合物を有する組み立て状態のパッケージを示す図である。
【図８】パッケージ内に取り付けた３端子式電子素子成分を示す図である。
【図９】端子を形成する金属ストリップを示す図である。
【図１０】パッケージ本体を示す図である。
【図１１】金属ストリップに取り付けたいくつかのパッケージ本体を示す図である。
【図１２】組み立て状態にある金属パッケージを示す図である。
【図１３Ａ】角度の付いたダイ平面を備えたパッケージを示す挿絵風の図である。
【図１３Ｂ】角度の付いたダイ平面を備えたパッケージを示す側面図である。
【図１４Ａ】角度のないダイ平面を備えたパッケージ内に取り付けたＬＥＤを示す図である。
【図１４Ｂ】角度の付いたダイ平面を備えたパッケージ内に取り付けたＬＥＤを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
各種のパッケージング法を利用して、熱問題に対処できる。
【００１４】
例えば、
高い熱伝導性のセラミック基体に基づくパッケージ。
金属リードフレームを備えたＬＴＣＣまたは成形化合物に基づくパッケージ。これらパッケージには、金属ヒートシンクを形成することができる。
金属コア式、または金属バック式印刷回路基盤に基づくパッケージ。
【００１５】
以下、金属基板ストリップから発光ダイオード（ＬＥＤ）などの電気素子成分を製造することについて説明する。このような構造体を使用すると、熱管理を強化した電子素子成分パッケージの製造に有利な作用効果を与える。
【００１６】
このような構造体の重要な作用効果は次の通りである。
【００１７】
セラミック基板と比較した場合、金属基板を使用すると、より低いコストですぐれた熱伝導性を実現できる。
成形リードフレームパッケージと比較した場合、金属基板は、共融ダイボンドの使用を可能にする。成形用化合物は高い温度で分解するが、金属は耐高温性を示す。共融ダイボンドを使用すると、上記ダイと上記パッケージとの間において耐熱性を低くできる。
金属基板パッケージの場合、標準的な表面実装法（ＳＭＴ）組み立てを可能にする。この作用効果は、金属コアまたは金属バック印刷回路基盤では実現できない。なぜなら、これらの実装法の場合、片面設計のみが実現できるに過ぎないからである。
代替的なパッケージング法の場合、熱は、接合部（ダイ）から回路基盤に伝わる。本発明の新規なパッケージング法では、ヒートシンクフィンを金属基板パッケージに集積化することによって、周囲において直接除熱できるだけでなく、従来通り熱を回路基盤に伝えることができる。
金属基板パッケージの場合、ダイ組み立て平面とパッケージ組み立て平面との間の角度を選択することができる。異なるダイ平面状態で、複数の発光ダイオードを使用すると、光の放射パターンを改善することができる。この作用効果があるため、同じ目的のためにレンズを使用する必要がなくなる。
【００１８】
以下、金属基板電子素子成分パッケージ、および以下の製造方法の組み合わせによってこのパッケージを製造する方法について説明する。なお、以下に示す製造工程を実施する順には制限がなく、また一部の工程を組み合わせて実施してもよく、あるいは実施を省略してもよい。
【００１９】
金属基板用化合物については、コスト、熱伝導性、光反射率、熱的/機械的特性、製造容易性および電気特性などのパッケージ特性間のバランスが最適化するように選択する。以下の実施例では、銅ストリップを使用する。
【００２０】
図１に示すように、金属基板５を機械加工すると、パンチ加工、コイン加工、機械加工、エッチング加工などによるパッケージ製造が容易になる。本実施態様では、金属基板５はパンチ加工金属ストリップである。この金属基板５は、成形用キャビティウインド１、折り曲げ加工用の強度の弱いスポットウインド２、端子キャビティ３およびインデックス孔４を備えたタブからなる。なお、金属基板５に形成したパターンは複製できるため、一つの金属基板ストリップから複数の素子を製造できる。
【００２１】
この金属基板５は、機械加工によりダイ組み立て平面とパッケージ組み立て平面との間の角度を選択することができる。
【００２２】
金属基板５を金属処理すると、パッケージ特性を促進する。例えば、ＳＭＴパッケージ組み立てパッド、共融ダイ取り付けパッド、接着性ダイ取り付けパッド、ボンドワイヤパッド、反射エリア、機械的/化学的保護、外観上の必要条件などを改善できる。金属処理工程は、スパッタリング、電気メッキ、無電解メッキ、ディッピング、スクリーン印刷またはその他のペースト塗布法などの一つかそれ以上の方法によって実施できる。図２に示す実施例では、金属基板５は無電解メッキＮｉ、浸漬メッキＡｕからなる第１金属層６からなる。この層は、ダイ取り付けパッドへのボンディングを改善するものである。
【００２３】
図３に示すように、金属基板５の後側表面に第２層７を貼りつける。この実施例では、第２層７は半田の選択的メッキ層である。第２層７は、ＳＭＴ端子に対するボンディングを改善するものである。
【００２４】
図４に、強度の弱いスポットウインド２にそって金属基板ストリップ５を折りたたんだ状態を示す。このような折りたたみ操作は積層機能を実現するもので、成形用キャビティ、光反射面および/またはヒートシンクフィンなどの素子成分を構成するのに役立つ。この実施例では、成形用キャビティは、成形用キャビティウインド１を備えたタブを折りたたむことによって形成する。あるいは、考えられる別な手段として、成形用キャビティウインドを備えた別なストリップを金属基板上に積層して成形用キャビティを形成することがある。
【００２５】
図５Ａおよび図５Ｂに、端子チップ２０の形成を示す。この端子チップは、少なくとも一つの上部ダイ接触パッドおよび最低でも一つの下部パッケージＳＭＴ半田パッドを有し、これらを電気的に接続する。端子チップは、パッケージ組み立て時にそれぞれ役に立つパッドおよび/または分離面などの他の機能部を適宜有することができる。また、場合に応じて、端子チップは、接着物質を使用して金属基板パッケージから分離しておく金属で構成することができる。これも場合に応じてであるが、端子チップは、機械的加工時に金属ストリップそれ自体の一環として構成できる。他の回路要素は、端子チップの一環としてパッケージに埋設できる。これら要素としてはデカップリングキャパシタ、直列ヒューズ要素、電流制限抵抗器、温度検出要素、ＥＳＤ保護ダイオードなどがある。この実施例では、端子チップ２０はセラミック基材チップからなり、ビア１０を使用して、一つの上部ダイ接触パッド９を下部ＳＭＴパッド１１に接続する。上部、下部および側部の銅パッド８については、端子チップを直接金属基板に半田付けできるように設計する。分離用上部被覆（ａｎ  ｉｓｏｌａｔｉｎｇ  ｔｏｐ  ｃｏａｔｉｎｇ）１２を設けると、金属基板５と端子チップ２０との間の電気的分離を確保するのに役立つ。同じ端子チップは、例えば、標準的なＰＣＢ製造法を使用して、ＦＲ４基体に製造できる。
【００２６】
図６に、金属基板パッケージのそれぞれの挿入キャビティ１３に挿入した端子チップ２０を示す。この工程は、金属基板それ自体を形成する機械的工程時に端子チップが形成される場合には省略できる。この実施例では、独立した一つの端子チップ２０を使用する。なお、複数の端子チップも利用することができる。また、独立した一つの端子チップには、複数の電気接触部またはパッドを形成できる。
【００２７】
パッケージの一体性を確保するために、接続機構を使用する。この接続機構は、機械的固定（ピン/ソケット、クラスプなど）、接着剤、半田などのうち一種か複数からなる。この実施例では、折りたたまれた金属フラップと端子チップ２０との間の接続機構として半田リフロー法を使用する。
【００２８】
目的の回路要素をパッケージに埋設するために、端子チップを利用できる。これら要素としては、独立した要素または複雑なネットワークがある。例示すると、抵抗器、インダクタ、キャパシタだけでなく、ヒューズ要素、ダイオードおよび/または他の素子である。特に好適なのは、パッケージ化装置の特性に合わせて加工できる要素を埋設する選択である。例えば、埋設抵抗器をトリミングすると、パッケージ化素子成分のトレランスを代償できる。
【００２９】
図７Ａに、金属基板５から分離した個々のパッケージを示す。パッケージを分離すると、電子素子成分の金属基板パッケージが得られる。図７Ｂに、ダイ（１５、１６）、ワイヤボンド（１７）およびカプセル化用化合物（１８）を有する組み立て状態のパッケージ４０を示す。本実施例では、この方法でハイパワーＬＥＤ１５およびＥＳＤ保護ダイオード１６をパッケージ化する。ワイヤボンド（１７）を使用して、電気的な接続性を確保する。共融ボンドを介して、ＬＥＤ１５および/またはＥＳＤ保護ダイオード１６を金属基板５に実装できる。透明な成形用化合物（１８）を最後に成形用キャビティに設けると、パッケージ装置が完成する。
【００３０】
上記に示した実施例は、２端子電子素子成分のパッケージに関する。なお、このパッケージは端子数が３以上の電子素子成分に使用できる。図８に、パッケージ４２内に実装した３端子電子素子成分を示す。この実施例では端子チップ５０に、例えば上記のようにセラミック製の非導電性基体５２を形成する。端子チップの上面は、第１ダイ接触パッド５４および第２ダイ接触パッド５６を有し、そして端子チップ５０の下面は、ダッシュ符号線５８、６０で示すように対応する第１および第２の取り付けパッドを有する。導電性サイドラップ６２を介して第１取り付けパッド５８に第１ダイ接触パッド５４を電気的に接続し、そして導電性サイドトラップ６４を介して第２取り付けパッド６０に第２ダイ接触パッド５６に電気的に接続する。サイドトラップ６２、６４は、箔など各種材料から形成できる。なお、ダイ接触パッドと取り付けパッドとの間の電気的接続は、上記のようにビアによって実現できる。
【００３１】
金属酸化物半導体（ＭＯＳ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）６６などの３端子素子を成形用キャビティ６８内に取り付ける。金属基板７０に結合したＭＯＳＦＥＴの本体が、ソース端子として機能する。ワイヤボンド７２によりＭＯＳＦＥＴドレイン端子を電気的に第１ダイ接触パッド５４に結合し、そしてワイヤボンド７４によりＭＯＳＦＥＴゲート端子を電気的に第２ダイ接触パッド５６に結合する。なお、本発明のパッケージ内には、本明細書に開示した範囲から逸脱せずに、広範な多端子電子素子成分を取り付けることができ、またボンドワイヤ以外の技術を使用してもダイとパッケージとの間に電気的な接続を確保できる。例えば、正面を反転させた状態で、ダイ接触パッドに直接接続できる。
【００３２】
上記の実施例は、電子素子成分を取り付ける平坦面を備えたパッケージ構造体に関する（例えば、ダイを取り付け面に平行に取り付ける）。ダイ取り付け面に角度を付けることが望ましい場合もある。図１３Ａは、組み立て平面８４に対して角度のあるダイ平面８２を形成したパッケージ８０を示す挿絵風の図であり、そして図１３Ｂは、組み立て平面８４に対して角度のあるダイ平面８２を形成したパッケージ８０を示す側面図である。角度の付いたダイ平面は、スタンピング、グライディングなどの各種の方法によって形成できる。容易に理解できることだが、本開示の範囲から逸脱することなく、このようなパッケージ８０には複数の角度のあるダイ平面を形成できる。
【００３３】
図１４Ａに、平坦なダイ取り付け平面９２を示す。ＬＥＤ装置９４とともに使用した場合、ＬＥＤ放射パターン９６の軸９８は、ダイ取り付け平面９２および金属基板１００に対して全体的に直交する。図１４Ｂに、角度の付いたダイ取り付け平面８２を備えたパッケージ８０を示す。ＬＥＤ装置１０２とともに使用した場合、ＬＥＤ放射パターン１０４の軸１０６は、ダイ取り付け平面８２に対して全体的に直交する。このため、パッケージが、組み立て体平面８４に対して角度の付いた放射パターン１０４を発生することができる。なお、このようなパッケージ内には複数のＬＥＤを取り付けることができ、またこのようなＬＥＤを複数の角度で取り付けると、目的の放射パターンを発生できる。
【００３４】
別な実施態様では、金属基板およびセラミックあるいはプラスチックの上面は、以下のようにして構成できる。
【００３５】
図９に示すように、金属ストリップ２０にスロット２１、２２をパンチ加工してこれを２つの端子２３、２４に分離し、タイバー（ｔｉｅｂａｒ）を使用してこれら端子を所定位置に保持し、キャリヤストリップを使用して加工の自動化を容易にする。スロット２２については、パッケージトップ２７の凸部２８を受け取り、後の工程でこれに係合するように寸法を設定する（図１０を参照）。金属ストリップ２０は任意の金属で構成できる。なお、銅あるいはアルミニウムなどの熱伝導性が高く、かつ導電性の高い金属を選択するのが望ましい。金属ストリップ２０は上面２５を備え、これがパッケージトップおよび下面２６に接触する。上面２５を金メッキすると、ダイとワイヤのボンディングが容易になり、また下面２６を半田付けすると、ＰＣＢへの半田付けが容易になる。
【００３６】
図１０に、主に端子２３、２４を設け、これらを固定する幾何学的形状を備えたパッケージトップ２７を示す。パッケージトップ２７の凸部２８については、タイバーをリードフレームから取り外した後に端子２３、２４を相互に電気的に分離させておくように構成する。この凸部２８は、端子２３、２４間の機械的接続を確保するとともに、表面またはパッケージフロア３２を形成するものでもある。パッケージトップ２７にキャビティ２９を形成すると、このキャビティ２９およびパッケージフロア３２によって閉じ込めエリアが形成する。図１２を参照。半導体ダイを取り囲むこの構造体については、ダイ組み立て後塗布する成形用材料を閉じ込めるように構成する。キャビティを形成してあるため、端子２３、２４の部分がキャビティ２９内部に露出する。端子２３の露出部分がダイ接触パッド３０として働き、そして端子２４の露出部分がワイヤボンディングパッド３５として働く、図１２を参照。パッケージトップ２７は、非導電性のセラミック材料、プラスチック材料、あるいはその他の剛性材料から構成できる。
【００３７】
パッケージトップ２７は、接着剤によってリードフレームに接合することができる。この接着剤は、パッケージトップの接触面に対応する位置においてリードフレームに塗布できる。別な組み立て方法では、端子/リードフレーム界面においてパッケージトップの端子側を金属処理して、パッケージ組み立て工程時の半田付けを容易にする。これら金属処理エリアは、セラミック上の厚膜でもよく、あるいはセラミックまたはプラスチック上のスパッター処理シード層でもよく、いずれもこの後にニッケルおよび高温半田を電気メッキする。あるいは、パッケージトップ２７が成形可能な材料からなる場合には、このパッケージトップをリードフレームに成形してもよい。
【００３８】
図１１に、金属リードフレームに設けた複数のパッケージトップを示す。接着剤を使用する場合、組み立てた装置を加熱すると、接着剤を硬化できる。あるいは半田を使用する場合には、装置を加熱すると、半田をリフローできる。あるいは、パッケージトップをリードフレームに成形する。この工程が完了すると、端子２３、２４がパッケージトップに接着する。
【００３９】
パッケージ装置がリードフレームに接続している状態では、半導体ダイをパッケージトップ２７の開口に取り付けることができる。既に説明したように、端子２３の一部は、パッケージトップ２７に形成されたキャビティによって露出し、ダイ接触パッド３０を形成する。ダイ３１は、半田などの導電性材料を介してより大きな端子２３にダイボンディングできる。次に、ワイヤ３４をダイ、ダイ接触パッド３０および端子２４との間にボンディングできる。次に、キャビティ２９に、ダイを保護する非導電性の成形用材料を充填できる。図１２に示すように、完成したパッケージ装置３３は、リードフレームから切り出し、試験する。
【００４０】
機能部および要素を具体的に組み合わせて説明してきたが、各機能部または要素は他の機能部および要素とは無関係に単独で使用することができ、また他の機能部および要素と組み合わせて、あるいは組み合わせずに使用することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
５、７０：金属基板
１５：発光ダイオード
１７：ワイヤボンド
２０：端子チップ
５４、５６：ダイ接触パッド
５８、６０：取り付けパッド
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【国際調査報告】
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