(57)【要約】【課題】特性バラツキが小さい状態で、圧電素子をより容易に量産できるようにする。【解決手段】リードフレーム１０１表面に例えば酸素ガスのプラズマを照射し、リードフレーム１０１に表面処理を行い、例えば射出成形により、リードフレーム１０１のダイパッド上に凹部を備えた容器１０２を、表面処理を行ったリードフレーム１０１に一体的に成形し、容器１０２の枠部１０２を貫通するリード部分において、リード部１１２と容器１０２とが強固に密着した状態とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード部を備えた金属からなるリードフレームを用意し、この表面にプラズマを照射する第１の工程と、
この表面処理を施した前記リードフレームに前記リード部が貫通した側壁を備えたプラスチックからなる容器を一体に成形する第２の工程と、
前記容器内に圧電素子を固定し、この圧電素子と前記リード部とを接続する第３の工程と、
前記容器に蓋を接着固定し、前記凹部に形成された空間を封止する第４の工程と
を備えたことを特徴とするプラスチックパッケージの製造方法。
【請求項２】
リード部を備えた金属からなるリードフレームを用意し、前記リード部の所定領域表面に樹脂を塗布して被膜処理部を形成する第１の工程と、
前記リードフレームに前記リード部の前記被膜処理部が貫通した側壁を備えたプラスチックからなる容器を一体に成形する第２の工程と、
前記容器内に圧電素子を固定し、この圧電素子と前記リード部とを接続する第３の工程と、
前記容器に蓋を接着固定し、前記凹部に形成された空間を封止する第４の工程と
を備えたことを特徴とするプラスチックパッケージの製造方法。
【請求項３】
リード部を備えた金属からなるリードフレームを用意し、前記リード部の所定領域表面に前記金属の酸化物からなる酸化膜を形成する第１の工程と、
前記リードフレームに前記リード部の前記酸化膜の部分が貫通した側壁を備えたプラスチックからなる容器を一体に成形する第２の工程と、
前記容器内に圧電素子を固定し、この圧電素子と前記リード部とを接続する第３の工程と、
前記容器に蓋を接着固定し、前記凹部に形成された空間を封止する第４の工程と
を備えたことを特徴とするプラスチックパッケージの製造方法。
【請求項４】
リード部を備えた金属からなるリードフレームを用意する第１の工程と、
前記リードフレームに前記リード部が貫通した側壁を備えたプラスチックからなる容器を一体に成形する第２の工程と、
前記容器の側壁における前記リード部が貫通した界面に樹脂液を流し込む第３の工程と、
前記容器内に圧電素子を固定し、この圧電素子と前記リード部とを接続する第４の工程と、
前記容器に蓋を接着固定し、前記凹部に形成された空間を封止する第５の工程と
を備えたことを特徴とするプラスチックパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子などを内包するプラスチックパッケージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣなどの半導体素子や水晶フィルタやＳＡＷフィルタなどの圧電素子は、周囲の温度や湿度の変化、あるいは微細な異物に影響されて特性が微妙に変化することや、機械的振動や衝撃によって破損しやすい。このため、上述した素子は、パッケージに封止して使用に供されている。
パッケージの方式としては、気密封止方式と樹脂封止方式とに分けられ、気密封止方式では主にセラミックス材料が用いられている。しかしながら、より安価に気密封止方式のパッケージを実現するため、プラスチックを用いた気密封止方式のプラスチックパッケージも実現されている。
【０００３】
プラスチックパッケージでは、まず、射出成形などによりプラスチック製の中空容器をリードフレームに一体に形成する。次いで、リードフレームと一体に形成した容器内に見えているリードフレームのダイパッド上に、上述した素子を固定し、素子とインナーリードとをワイヤーボンディングして接続する。この後、容器上に蓋をして気密封止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のプラスチックパッケージでは、前述した圧電素子を収容するパッケージとしては、気密性が不足するという問題があった。これは、従来のプラスチックパッケージでは、リードフレームと一体に形成したプラスチック容器と、この容器側壁を貫通しているリードフレームのリードとの間より、外気が内部に進入していたためである。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、中空構造のプラスチックパッケージで、より高い気密性が保持できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態におけるプラスチックパッケージの製造方法は、リード部を備えた金属からなるリードフレームを用意し、この表面にプラズマを照射する第１の工程と、この表面処理を施したリードフレームにリード部が貫通した側壁を備えたプラスチックからなる容器を一体に成形する第２の工程と、容器内に圧電素子を固定し、この圧電素子とリード部とを接続する第３の工程と、容器に蓋を接着固定し、凹部に形成された空間を封止する第４の工程とを備えたものである。この製造方法によれば、容器側壁におけるリードフレームの貫通部分と容器側壁との密着性が向上する。
【０００７】
本発明の他の形態におけるプラスチックパッケージの製造方法は、リード部を備えた金属からなるリードフレームを用意し、リード部の所定領域表面に樹脂を塗布して被膜処理部を形成する第１の工程と、リードフレームにリード部の被膜処理部が貫通した側壁を備えたプラスチックからなる容器を一体に成形する第２の工程と、容器内に圧電素子を固定し、この圧電素子とリード部とを接続する第３の工程と、容器に蓋を接着固定し、凹部に形成された空間を封止する第４の工程とを備えたものである。
この製造方法によれば、容器側壁におけるリードフレームの貫通部分と容器側壁との密着性が向上する。
【０００８】
本発明の他の形態におけるプラスチックパッケージの製造方法は、リード部を備えた金属からなるリードフレームを用意する第１の工程と、リードフレームにリード部が貫通した側壁を備えたプラスチックからなる容器を一体に成形する第２の工程と、容器の側壁におけるリード部が貫通した界面に樹脂液を流し込む第３の工程と、容器内に圧電素子を固定し、この圧電素子とリード部とを接続する第４の工程と、容器に蓋を接着固定し、凹部に形成された空間を封止する第５の工程とを備えたものである。
この製造方法によれば、容器側壁におけるリードフレームの貫通部分と容器側壁との密着性が向上する。
【０００９】
本発明の他の形態におけるプラスチックパッケージの製造方法は、リード部を備えた金属からなるリードフレームを用意し、リード部の所定領域表面に金属の酸化物からなる酸化膜を形成する第１の工程と、リードフレームにリード部の酸化膜の部分が貫通した側壁を備えたプラスチックからなる容器を一体に成形する第２の工程と、容器内に圧電素子を固定し、この圧電素子とリード部とを接続する第３の工程と、容器に蓋を接着固定し、凹部に形成された空間を封止する第４の工程とを備えたものである。
この製造方法によれば、容器側壁におけるリードフレームの貫通部分と容器側壁との密着性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
＜実施の形態１＞
図１，２は、本発明の実施の形態におけるプラスチップパッケージの製造方法例を示す工程図である。
まず、図１（ａ）の平面図および図１（ｂ）の断面図に示すように、例えば４２アロイや銅などの金属部材からなるリードフレーム１０１を用意する。リードフレーム１０１は、例えば、洗浄や電解研磨などの前処理を予め行い、例えば表面を鏡面にしておく。次いで、図示していないプラズマ装置の処理室内において、図１（ｃ）に示すように、リードフレーム１０１表面に例えば酸素ガスのプラズマを照射し、リードフレーム１０１に表面処理を行う。このプラズマ処理により、例えば、リードフレーム１０１の表面の異物や油分などを除去することができる。
【００１１】
引き続き、図１（ｄ），（ｅ）に示すように、例えば射出成形により、リードフレーム１０１のダイパッド上部分に凹部を備えた容器１０２を、表面処理を行ったリードフレーム１０１に一体的に成形する。この成形では、リードフレーム１０１を図示しない所定の金型（下型）のキャビティ内に固定し、この上に上型を嵌合させ、上型と下型の所定の隙間より粉体状の熱可塑性樹脂をキャビティ内に移送し、充填された熱可塑性樹脂が溶解する所定の温度（成形温度）まで加熱する。
【００１２】
例えば、金型温度を１２０℃、成形温度３６５℃とし、充填圧を最大６５％，保圧を最大６５％程度とし、例えば液晶ポリマーからなる熱可塑性樹脂をキャビティ内に圧送して成形する。なお、成形条件はこれに限るものではない。成形を行う装置や使用する樹脂により適宜設定する。例えば、成形温度や充填圧は、成形装置に固有の最適値があり、成形を行う成形機に最適な成形温度，充填圧により、前述した成形を行う方がよい。例えば、成形温度が低すぎると、高い気密性が得られない場合がある。
【００１３】
この後、金型より容器１０２を取り出し、容器１０２周囲のバリを取り除き、また、リードフレーム１０１のリード部をフレームより切り離し、図２（ａ）の斜視図に示すように、容器１０２とダイパッド１１１，リード部１１２とが一体に形成された状態とする。リード部１１２は、容器１０２の内側より容器１０２の側壁を貫通して外部に突き出た状態となる。また、ダイパッド１１１は、容器１０２の凹部内に固定され、リード部１１２とは絶縁分離された状態となる。
【００１４】
次いで、リード部１１２にハンダ材料などの金属被膜をメッキにより形成した後、図２（ｂ）の断面図に示すように、ダイパッド１１１上に弾性表面波共振器などの圧電素子１２０を接着固定し、また、圧電素子１２０の各パッドとリード部１１２のインナーリード部とをワイヤー１１３により接続する。
【００１５】
つぎに、図２（ｃ）の断面図に示すように、容器１０２の枠部（側壁）１０２ａ上に蓋１０３を接着固定し、圧電素子１２０の固定されている領域（空間）を気密封止する。例えば、融着や溶着することで、容器１０２の枠部１０２ａ上に蓋１０３を接着固定することができる。
この後、図２（ｄ）の断面図に示すように、リード部１１２の外部リードを基板に実装しやすいように曲げることで、図２（ｅ）の斜視図に示すように、プラスチックパッケージ１００とする。
【００１６】
本実施の形態では、前述したように、リードフレーム１０１に表面処理を行った後、引き続いてプラスチックからなる容器１０２を一体に成形するようにしたので、容器１０２の枠部１０２を貫通するリード部分において、リード部１１２と容器１０２とが強固に密着した状態となる。この結果、本実施の形態によれば、プラスチックパッケージ１００の、圧電素子が固定されている内部空間が、１０−６Ｐａ程度にまで気密性が保持された状態となる。
【００１７】
なお、上記実施の形態では、容器の材料として熱可塑性樹脂を用いるようにしたが、これに限るものではない。例えば、２０℃程度の常温では液状である熱硬化性樹脂を用い、これを金型に充填してから所定の温度に加熱して充填した樹脂を架橋硬化させ、容器を成形するようにしてもよい。これは、以降に示す実施の形態においても同様であり、様々の樹脂を容器に用いるようにしてよい。
【００１８】
＜実施の形態２＞
つぎに、本発明の他の形態におけるプラスチックパッケージの製造方法について説明する。
まず、図３（ａ）の平面図および図３（ｂ）の断面図に示すように、リードフレーム１０１の容器を貫通する箇所の表面に、樹脂を塗布して被膜処理部２０１を形成する。例えば、図３（ａ）に示す点線の枠内が開放したマスクパターンを、リードフレーム１０１に固定し、これらに樹脂を吹き付けるなどのことにより、被膜処理部２０１を選択的に形成すればよい。なお、このとき、前述した実施の形態のように、リードフレーム１０１に表面処理を施してから被膜処理部２０１を形成するようにしてもよい。
【００１９】
次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば前述した射出成形により、リードフレーム１０１のダイパッド上に凹部を備えた容器１０２を、被膜処理部２０１の箇所で一体となるように成形する。次いで、容器１０２周囲のバリを取り除き、また、リードフレーム１０１のリード部をフレームより切り離し、容器１０２とダイパッド１１１，リード部１１２とが、一体に形成された状態とする。したがって、リード部１１２は、被膜処理部２１０の箇所で、容器１０２の側壁を貫通する。次いで、リード部１１２にハンダ材料などの金属被膜をメッキにより形成した後、図３（ｄ）の断面図に示すように、ダイパッド１１１上に圧電素子１２０を接着固定し、また、圧電素子１２０の各パッドとリード部１１２のインナーリード部とをワイヤー１１３により接続する。
【００２０】
つぎに、図３（ｅ）の断面図に示すように、容器１０２の枠部１０２ａ上に蓋１０３を接着固定し、圧電素子１２０の固定されている領域（空間）を気密封止する。この後、図３（ｆ）の断面図に示すように、リード部１１２の外部リードを基板に実装しやすいように曲げることで、プラスチックパッケージ１００とする。
本実施の形態によれば、予め被膜処理部２０１をリードフレーム１０１に形成しておき、被膜処理部２０１の部分が、枠部１０２ａを貫通する箇所となるようにしたので、より高い気密性が保持できるようになる。
【００２１】
＜実施の形態３＞
ところで、上述では、リードフレームの所定箇所に樹脂により被膜処理部を形成するようにしたが、これに限るものではない。例えば、リードフレームの所定箇所に酸化膜を形成することで、被膜処理部を形成するようにしてもよい。
リードフレームの容器側部貫通箇所に、例えば熱酸化により膜厚１０ｎｍ程度に酸化膜を形成し、前述した射出成形によりリードフレーム一体に容器を形成するようにしてもよい。また、薬液処理により酸化膜を形成するようにしてもよい。
このことにより、リードフレームと容器側部貫通部との間に、高い密着性が得られるようになり、容器のリードフレームが貫通部分における気密性を高くすることが可能となる。
【００２２】
なお、形成する酸化膜は、５ｎｍ程度と薄すぎると、容器のリードフレームが貫通部分における気密性を高くすることができない。これは、リードフレーム表面に自然酸化膜が形成されている状態と同様であり、容器貫通部と接触する領域の全域において均一な表面状態が得られず、この結果、高い気密性が得られないものと考えられる。
また、形成する酸化膜が厚すぎると、リードフレームを構成する材料によっては、形成される酸化膜の表面状態が容器を構成する樹脂になじみにくい場合があり、高い密着性が得られず、気密性を高くしにくい。
【００２３】
＜実施の形態４＞
つぎに、本発明の他の形態におけるプラスチックパッケージの製造方法について説明する。
まず、図４（ａ）の断面図に示すように、例えば射出成形により、リードフレーム１０１のダイパッド上に凹部を備えた容器１０２を、リードフレーム１０１に一体的に成形する。この成形では、リードフレーム１０１を図示しない所定の金型（下型）のキャビティ内に固定し、この上に上型を嵌合させ、上型と下型の所定の隙間より粉体状の熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出移送し、これらが溶融する所定の温度まで加熱する。
【００２４】
この後、金型より容器１０２を取り出し、図４（ｂ）の斜視図に示すように、リードフレーム１０１の容器１０２の枠部１０２ａを貫通するリード部各々の貫通部分の界面４０１に、熱硬化性を有する例えばエポキシ樹脂，ウレタン樹脂，およびシリコーン樹脂などの樹脂液を流し込み、リード部の貫通部分をシールする。この樹脂液の流し込みは、容器１０２を金型より取り出した直後の、リードフレーム１０１および容器１０２がまだ高温の状態で行うとよい。
【００２５】
以上のことにより、図４（ｃ）に示すように、リードフレーム１０２のリード部の容器１０２側壁を貫通する部分が、シール部４０２により高い気密性を保持した状態で封止される。
この後、容器１０２周囲のバリを取り除き、また、リードフレーム１０１のリード部をフレームより切り離し、容器１０２とダイパッド１１１，リード部１１２とが一体に形成された状態とする。
【００２６】
次いで、図４（ｄ）の断面図に示すように、ダイパッド１１１上に圧電素子１２０を接着固定し、また、圧電素子１２０の各パッドとリード部１１２のインナーリード部とをワイヤー１１３により接続する。つぎに、図４（ｅ）の断面図に示すように、容器１０２の枠部１０２ａ上に蓋１０３を接着固定し、圧電素子１２０の固定されている空間を気密封止する。最後に、図４（ｆ）の断面図に示すように、リード部１１２の外部リードを基板に実装しやすいように曲げることで、プラスチックパッケージ１００を得る。
【００２７】
なお、例えば、図５に示すように、リード部５１２の容器５０２の外部に出ている外部リード５１２ａを、容器５０２の枠部５０２ａから容器５０２の底部にかけて折曲げるようにしてもよい。
また、例えば、図６に示すように、リード部６１２の一部を、容器６０２の枠部６０２ａの内側より容器６０２の底部にかけて貫通させ、外部リード６１２ａが、容器６０２の底部において容器６０２の外側に向けて貼設かつ敷設された状態としてもよい。外部リード６１２ａは、一方の面が容器６０２の底面側に向き、他方の面が容器６０２の底面側に露出した状態となっている。
【００２８】
また、前述では、容器内に弾性表面波共振器を固定する例について示したが、水晶振動子を両持ち支持や片持ち支持として振動子の主面を浮かす構造で容器内に固定するようにしてもよい。
両持ち支持としては、例えば、図７（ａ）に示すように、容器７０２の内部には、リード部７１２の一部に接続する接続端子７１３ａ，７１３ｂが設けられ、接続端子７１３ａ，７１３ｂに、水晶振動子７１４の両端が、電極７１４ａ，７１４ｂにより固定されている場合についても同様である。なお、図７（ａ）は、水晶振動子７１４の長手方向側方から見た断面であり、電極７１４ｂは、水晶振動子７１４の接続端子７１３ｂ側よりこの反対側の面にまで延在して設けられている。
【００２９】
また、片持ち支持としては、例えば、図７（ｂ）に示すように、容器７０２の内部には、リード部７１２ａの一部に接続する接続端子７１３ａが設けられ、接続端子７１３ａに、水晶振動子７２４の一端が、電極７２４ａにより固定されている場合についても同様である。図７（ｂ）は、水晶振動子７１４の長手方向側方から見た断面である。水晶振動子７１４には、接続端子７１３ｂが配置されている側とは反対側の面に形成されている電極７２４ｂの一部が、接続端子７１３ｂの配置されている側の面にまで延在して設けられ、接続端子７１２ａ側に設けられている図示していない接続端子に接続している。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中空構造のプラスチックパッケージで、より高い気密性が保持できるようになるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるプラスチックパッケージの製造方法例を説明するための工程図である。
【図２】図１に続く、プラスチックパッケージの製造方法を説明するための工程図である。
【図３】本発明の他の形態におけるプラスチックパッケージの製造方法例を説明するための工程図である。
【図４】本発明の他の形態におけるプラスチックパッケージの製造方法例を説明するための工程図である。
【図５】プラスチックパッケージの形態例を示す模式的な断面図である。
【図６】プラスチックパッケージの形態例を示す模式的な断面図である。
【図７】プラスチックパッケージの形態例を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１００…プラスチックパッケージ、１０１…リードフレーム、１０２…容器、１０２ａ…枠部、１０３…蓋、１１１…ダイパッド、１１２…リード部、１１３…ワイヤー、１２０…圧電素子。
【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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【図６】
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【図７】
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