JP2005011899A - Lead frame and electronic component using the same - Google Patents

Lead frame and electronic component using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2005011899A
JP2005011899A JP2003172338A JP2003172338A JP2005011899A JP 2005011899 A JP2005011899 A JP 2005011899A JP 2003172338 A JP2003172338 A JP 2003172338A JP 2003172338 A JP2003172338 A JP 2003172338A JP 2005011899 A JP2005011899 A JP 2005011899A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead
disk
connecting piece
lead frame
electronic component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003172338A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Miyamoto
忠史 宮本
Yoshihiro Kamikawa
佳宏 上川
Kenichi Asada
賢一 浅田
Shigeaki Sugawara
繁明 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Himeji Toshiba EP Corp
Original Assignee
Himeji Toshiba EP Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Himeji Toshiba EP Corp filed Critical Himeji Toshiba EP Corp
Priority to JP2003172338A priority Critical patent/JP2005011899A/en
Publication of JP2005011899A publication Critical patent/JP2005011899A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93—Batch processes
    • H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lead frame having the same size as the conventional one whereon a larger chip can be mounted, and also to provide an electronic component using the same. <P>SOLUTION: The lead frame 3 comprises a plate-like disc 1 whereon a chip, a main body of the electronic component, is to be mounted, and a plate-like lead 2 which is thinner than the disc and will function as an electric external connection terminal of the electronic component. The disc has a protruded portion 42 in the periphery. The disc and the lead are connected by laying the lead on top of the protruded portion of the disc. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム及びそれを用いた電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リードフレームは、ディスクリート基板に実装されるディスクリート用電子部品に用いられる。このディスクリート用電子部品は、本体が半導体デバイスからなるチップ（以下、単にチップという）で構成され、このチップがリードフレームに搭載されると共にリードワイヤを用いて配線され、その後、全体が樹脂でモールドされて構成されている。
【０００３】
ところで、リードフレームは、チップが搭載される板状のディスク部と、ディスクリート用電子部品の外部への電気的な接続端子として機能するリード部とを備えている。そして、ディスク部は、その上に搭載されるチップの放熱のために（主にヒートシンクとして機能する）、比較的厚く形成されている。一方、リード部は、それを差し込むソケット等の規格に従って、比較的薄く形成されている。つまり、リードフレームでは、ディスク部の厚みがリード部の厚みよりも厚く形成されている。
【０００４】
このリードフレームは、一般に、圧延によって製造されている。しかし、この圧延によってリードフレームを製造するためには、均一な厚みを有する板材から互いに厚みの異なるディスク部及びリード部を圧延によって形成しなければならない。そのため、圧延によりリードフレームを製造する場合、その製造工程が多くなり、そのため製造コストが高くなるという問題が生じる。
【０００５】
そこで、ディスク部とリード部とを別々に製造し、その後、両者を互いに接合（カシメ接合）することによってリードフレームを得る製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来のリードフレームの製造方法によれば、厚みの異なるディスク部とリード部とを別々に製造し、その後、前記ディスク部と前記リード部とを接合するので、その製造工程は簡略化される。つまり、リードフレームの製造コストが低減される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１４１３９３号公報（第三頁、第一図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リードフレームを用いる電子部品の製造においては、その電子部品の大きさを変えずに、従来以上に大きなチップを搭載するための技術開発が重要な課題となっている。その理由は、従来以上に大きなチップ、即ち、従来以上の電気的性能を有するチップを従来と同等の大きさのリードフレームに搭載することによって、従来以上の電気的性能を有する従来と同等の大きさの電子部品を構成することが可能になるからである。
【０００８】
しかし、上述した従来のリードフレームの製造方法では、ディスク部の一部がディスク部とリード部との接合のために使用されている。又、ディスク部とリード部との電気的接続信頼性及び機械的信頼性を高めるために、ディスク部とリード部との接合面積が広げられている。そのため、ディスク部のチップが搭載可能な部分の面積が減少している。そして、このディスク部の面積の減少によって、ディスク部に搭載することが可能なチップの大きさに限界が生じるという問題が発生していた。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、大きなチップが搭載可能な従来と同様の大きさのリードフレーム及びそれを用いた電子部品を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るリードフレームは、電子部品の本体であるチップが搭載されるべき板状のディスク部と、該ディスク部の厚みより薄い厚みを有する、前記電子部品の電気的外部接続端子として機能すべき板状のリード部とを備えたリードフレームにおいて、前記ディスク部は外周に凸部を有し、該凸部と前記リード部とが重ね合わされて接続されている（請求項１）。かかる構成とすると、ディスク部のチップが搭載される部分の面積が狭くなるのを防止することが可能になる。そのため、従来以上に大きいチップをディスク部に搭載することが可能になる。
【００１１】
前記凸部の厚みは、前記ディスク部本体の厚みよりも薄く形成されていてもよい（請求項２）。かかる構成とすると、ディスク部とリード部とを例えば超音波溶接する場合、凸部の厚みがディスク部本体より薄いので、その分、凸部が潰れ易くなる。そのため、超音波溶接がより一層し易くなる。
【００１２】
又、前記凸部と前記リード部とが超音波溶接によって接続されていてもよい（請求項３）。かかる構成とすると、印加する超音波が凸部とリード部との接合部分若しくはその近傍に集中するため、凸部とリード部との超音波溶接を確実に行うことが可能になる。
【００１３】
又、前記凸部と前記リード部とがカシメ接合によって接続されていてもよい（請求項４）。かかる構成とすると、カシメ接合を行う位置がチップ搭載部からより一層隔離されるので、カシメ接合を行う際のチップやリードワイヤ等の破損を防止することができる。
【００１４】
又、本発明に係る電子部品は、請求項１乃至４の何れかのリードフレームと電子部品の本体であるチップとを備え、前記リードフレームのディスク部に前記チップが搭載され、該チップが前記リード部に電気的に接続されている（請求項５）。かかる構成とすると、ディスク部本体に凸部が加わることから、ディスク部全体の面積が従来以上に大きくなる。そのため、電子部品の放熱特性を改善することが可能になる。又、大きなチップ、即ち、電気的特性が改善されたチップが搭載された従来と同様の大きさの電子部品を提供することが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、ディスク部とリード部とがカシメ接合されることによってリードフレームが構成される形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態１に係るリードフレーム及び電子部品の構成を示す斜視図である。又、図２は、図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。尚、本発明の実施の形態では、便宜上、リードフレーム３の第一〜第三のリード４〜６の延在方向をリードフレーム３の縦方向（Ｘ方向）とし、又、平面視において縦方向に直交する方向を横方向（Ｙ方向）と定義する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るリードフレーム３は、ディスクリート電子部品としてのパワートランジスタに用いられる。このリードフレーム３は、ディスク部１とリード部２とを有している。
【００１８】
ディスク部１は略矩形状の平坦な板状に形成され、そのリード部２に近い側（以下、リード部側という）の約半分に一対の溝４３の間に位置するようにチップ搭載部１０が形成され、リード部２に遠い側の約半分の中央部に位置決め孔９が形成されている。そして、このディスク部１におけるリード部側の端面１ａの所定の位置からは、本発明を特徴づける凸部４２が突出している。この凸部４２は、平面視において略矩形状の形状を有している。又、この凸部４２は基本的に平坦な板状に形成されており、その所定の位置からは、後述する二つの突起１７，１８が突出している。尚、図１及び図２に示すディスク部１は半完成状態が示されており、このディスク部１がブリッジ３８によって所定数連結されてディスク連結片３６が形成されている。
【００１９】
又、リード部２も、図１及び図２には半完成状態が示されている。即ち、リード部２は、中央に位置する第一のリード４と、その両側に位置する第二のリード５及び第三のリード６とを有している。各リード４，５，６は、図１において実線及びそれに続く二点鎖線で示されるように、何れも、略一定幅の本体部の先端にそれより幅広の頭部が形成された形状を有している。そして、これらのリード４，５，６及びこれらの組がブリッジ３９によって連結されてリード連結片３７が形成されている。このリード連結片３７では、第一のリード４が第二のリード５及び第三のリード６よりも突出するように形成され、その先端部４ｂが段差部４ａによって一段低く形成されている。第一のリード４の先端部４ｂは、ここでは平面視において逆台形状に形成されている。又、リード連結片３７の、最終的に第一〜第三のリード４〜６となる部分の間に位置するように、位置決め孔７及び８が形成されている。
【００２０】
リード連結片３７はここでは均一な厚みに形成されており、厚みｔ３を有している。一方、ディスク連結片３６は、ディスク部１の端面１ａから突出する凸部４２が基本的に厚みｔ２を有し、他の部分が厚みｔ１を有するように構成されている。尚、ここでは、厚みｔ２は厚みｔ１より薄く、又、厚みｔ３は厚みｔ２より薄く形成されている。ディスク連結片３６及びリード連結片３７に設けられた位置決め孔７〜９は、カシメ工程の前後においてディスク連結片３６及びリード連結片３７を加工する際の位置決めに用いられる。
【００２１】
そして、リード連結片３７の第一のリード４の先端部４ｂが、ディスク部１から突出する凸部４２の上面の中央部にカシメ接合によって接続されている。ここで、符号３４は、このカシメ接合による接合部分を示している。これにより、ディスク部１がリード部２、即ち、リード連結片３７より、段差部４ａとリード連結片３７の厚みｔ３との和に相当する高さだけ低く位置せしめられている。
【００２２】
尚、ディスク部１、ひいてはディスク連結片３６は、ここでは銅で構成されている。又、第一〜第三のリード４〜６、ひいてはリード連結片３７は、ここではニッケルメッキされた銅で構成されている。
【００２３】
又、ディスク部１のチップ搭載部１０には、電子部品としてのパワートランジスタの本体を構成するチップ１１が半田１６を用いて固定されている。このチップ１１には上面に一対のパッド１２，１３が形成されており、この一対のパッド１２，１３が、それぞれ、金製のリードワイヤ１４，１５を用いて、第二のリード５及び第三のリード６に接続されている。これにより、ディスクリート用電子部品としてのパワートランジスタが半完成状態となっている。尚、この後、この半完成状態のパワートランジスタは、ディスク部１及び第一〜第三のリード４〜６が個々に分離され、第一〜第三のリード４〜６の先端から所定長に渡る部分が外部に突出するようにして樹脂によりモールドされて完成される。
【００２４】
ここで、カシメ接合部分３４におけるディスク部１から突出する凸部４２と第一のリード４の先端部４ｂとの接合構造について説明する。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態１に係るカシメ接合部分３４の一部を切り欠いて示す模式図である。尚、接合構造を分かり易く説明するために、一部を透視的に図示している。
【００２６】
図３に示すように、凸部４２からは、その所定の部分がエンボス加工によって裏面から打ち出されてなる円柱状の突起１７，１８が突出している。一方、第一のリード部４の先端部４ｂには、前記突起１７，１８が嵌合可能な貫通孔４０，４１が、突起１７，１８間のピッチと同じピッチで形成されている。そして、凸部４２に設けられた前記突起１７，１８が第一のリード部４の先端部４ｂに設けられた貫通孔４０，４１に嵌合し、かつ突起１７，１８の頭頂部１９，２０のここでは略中心部がカシメられることによって、ディスク部１の凸部４２と第一のリード部４の先端部４ｂとがカシメ接合されている。つまり、先端が円錐状に尖ったカシメ用矢で突起１７，１８の頭頂部１９，２０を上方から叩くことによって突起１７，１８は軸方向に圧縮されると共に半径方向に幅広く塑性変形し、これによって突起１７，１８の外周面は第一のリード部４の先端部４ｂに設けられた貫通孔４０，４１の内周面に接触するようになる。又、突起１７，１８の頭頂部１９，２０はカシメによって略半径方向に幅広く押し広げられるように塑性変形しており、これによって第一のリード部の先端部４ｂをディスク部１の凸部４２に対して強固に止着している。そして、このようにして、ディスク部１と第一のリード部４とがカシメ接合によって相互に接合されている。尚、突起１７，１８及び貫通孔４０，４１の数は任意である。又、それらの断面形状も任意である。
【００２７】
次に、ディスク部１とリード部２とのカシメ接合方法について説明する。
【００２８】
図４は、図１に示したリードフレーム３を製造するためのディスク連結片とリード連結片との構成を示す図であって、（ａ）はディスク連結片を示す平面図であり、（ｂ）はリード連結片を示す平面図である。又、図５は、ディスク連結片とリード連結片とをカシメ接合する状態を示す模式図である。更に、図６は、カシメ接合されたディスク連結片とリード連結片とを示す平面図である。尚、図４においては、便宜上、Ｘ方向及びＹ方向を図に示すように定義する。
【００２９】
リードフレーム３を製造するためには、先ず、図４に示すように、ディスク連結片３６とリード連結片３７とが用意される。ディスク連結片３６は、ディスク部１がブリッジ３８によってＹ方向に所定数連結されて構成されている。このディスク連結片３６は、例えば銅製の平板状の素材を、順送金型を取り付けた高速プレス機でプレスすることにより製造される。一方、リード連結片３７は、第一〜第三のリード４〜６の組が、ディスク連結片３６におけるディスク部１の数と同じ数だけ連結されて構成されている。このリード連結片３７は、例えば銅製の平板状の素材に数ミクロン厚のニッケルメッキを施した後、それを、順送金型を取り付けた高速プレス機でプレスすることにより製造される。そして、ディスク連結片３６を構成するディスク部１から突出する凸部４２には、前述の通り、突起１７，１８が形成されている。又、リード連結片３７における第一のリード４の先端部４ｂには、前述の通り、前記突起１７，１８に対応する位置に、貫通孔４０，４１が形成されている。尚、ここでは、突起１７，１８の直径は各々０．４ｍｍとされ、又、高さは各々０．５ｍｍに形成されている。又、貫通孔４０，４１の孔径は各々０．６ｍｍに形成されている。
【００３０】
次に、図５に示すようにして、このディスク連結片３６とリード連結片３７とが重ね合わされる。この時、ディスク連結片３６とリード連結片３７とは、第一のリード４の先端部４ｂに形成された貫通孔４０，４１を、ディスク部１から突出する凸部４２の上面に形成された突起１７，１８が挿通するようにして、相互に重ね合わされる。又、ディスク連結片３６、リード連結片３７、及び、凸部４２と先端部４ｂとの重ね合わせ部は、受け部材２６の上面に立設された段付円柱状のパイロット兼受けピン２１，２２、及び、円柱状の受けピン２４によってその下面が支持される。この時、ディスク連結片３６の位置決め孔９にパイロット兼受けピン２１が挿入され、かつリード連結片３７の位置決め孔８にパイロット兼受けピン２２が挿入される。このパイロット兼受けピン２１，２２は、それぞれに対応する位置決め孔９，８に嵌合するピン径を有し、かつ、段部２１ａ，２２ａを有しているので、位置決め孔９，８にパイロット兼受けピン２１，２２が挿入されることによって、ディスク連結片３６及びリード連結片３７が、それぞれ、厚みに垂直な方向に位置決めされると共に、段部２１ａ，２２ａによって下方より支持される。更に、突起１７，１８の下方には、突起１７，１８がカシメ用矢２３によって上方からカシメられる際に、ディスク連結片３６及びリード連結片３７、及び、凸部４２と先端部４ｂとの重ね合わせ部が上下方向に変位しないように、受けピン２４によって下方より支持される。
【００３１】
上記の如くしてディスク連結片３６及びリード連結片３７が固定された後、ディスク連結片３６のディスク部１の凸部４２に設けられた突起１７，１８の上面に、カシメ用矢２３が所定の圧力及び速度で押し付けられる。このカシメ用矢２３は先端が円錐状に尖っており、カシメ装置２７のヘッド２５に装着されている。カシメ装置２７は、例えばプレス機で構成される。
【００３２】
そして、図５に示す状態で、カシメ装置２７が操作されると、カシメ用矢２３によって突起１７，１８の頭頂面の略中央部が押圧される。このカシメ用矢２３による押圧力により突起１７，１８がその軸方向及び半径方向に塑性変形して、ディスク部１から突出する凸部４２と第一のリード４の先端部４ｂとがカシメられ、ディスク部１とリード部２とが相互に接合される。尚、カシメ用矢２３の先端形状を適宜選択することにより、突起１７，１８の塑性変形の態様を調整することができる。
【００３３】
このカシメ接合によって得られたディスク連結片３６とリード連結片３７との接合物の状態を図６に示す。図６に示すように、ディスク連結片３６とリード連結片３７とは、前記カシメ接合によって好適に接合されている。
【００３４】
次に、上記カシメ接合において、ディスク部に凸部を設けることの作用効果について説明する。
【００３５】
図１を参照して、本実施の形態では、リード連結片３７の第一のリード４の先端部４ｂが、ディスク部１から突出する凸部４２の上面の中央部にカシメ接合によって接続されている。従って、ディスク部１におけるチップ搭載部１０の面積が従来以上に拡大されている。そのため、チップ搭載部１０には従来以上の大きさのチップを搭載することができる。これによって、大きなチップ、即ち、従来より電気的特性が改善されたチップが搭載された、従来と同様の大きさの電子部品を提供することが可能になる。又、ディスク部１から凸部４２が突出しているため、ディスク部１全体の表面積及び熱容量が増大している。そのため、電子部品の放熱特性を改善することが可能になる。更に、カシメ接合を行う位置がチップ搭載部からより一層隔離されるので、カシメ接合を行う際のチップやリードワイヤ等の破損をより一層防止することができる。つまり、電子部品の初期不良を低減することが可能になる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、ディスク部とリード部とが超音波溶接されることによってリードフレームが構成される形態について説明する。
【００３６】
図７は、本発明の実施の形態２に係るリードフレーム及び電子部品の構成を示す斜視図である。又、図８は、図７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【００３７】
図７及び図８に示すように、本実施の形態では、本発明を特徴づける凸部４２は平坦な板状に形成されている。そして、リード連結片３７の第一のリード４の先端部４ｂが、ディスク部１から突出する凸部４２の上面の中央部に超音波溶接によって接続されている。ここで、符号３５は、この超音波溶接による接合部分を示している。これにより、ディスク部１がリード部２、即ち、リード連結片３７より、段差部４ａとリード連結片３７の厚みｔ３との和に相当する高さだけ低く位置せしめられている。尚、その他の点は、実施の形態１と同様である。
【００３８】
次に、ディスク部１とリード部２との超音波溶接方法について説明する。
【００３９】
図９は、図７に示したリードフレーム３を製造するためのディスク連結片とリード連結片との構成を示す図であって、（ａ）はディスク連結片を示す平面図であり、（ｂ）はリード連結片を示す平面図である。又、図１０はディスク連結片とリード連結片とを超音波溶接する状態を示す模式図である。更に、図１１は、超音波溶接されたディスク連結片とリード連結片とを示す平面図である。尚、図９においては、便宜上、Ｘ方向及びＹ方向を図に示すように定義する。
【００４０】
先ず、図９に示すように、ディスク連結片３６とリード連結片３７とが用意される。ディスク連結片３６は、ディスク部１がブリッジ３８によって横方向（Ｙ方向）に所定数連結されて構成されている。このディスク連結片３６は、銅製の平板状の素材を、順送金型を取り付けた高速プレス機でプレスすることにより製造される。一方、リード連結片３７は、第一〜第三のリード４〜６の組が、ディスク連結片３６におけるディスク部１の数と同じ数だけ連結されて構成されている。このリード連結片３７は、銅製の平板状の素材に数ミクロン厚のニッケルメッキを施した後、それを、順送金型を取り付けた高速プレス機でプレスすることにより製造される。
【００４１】
次に、図１０に示すように、このディスク連結片３６とリード連結片３７とが重ね合わされる。この時、リード連結片３７の第１のリード４の先端部４ｂが、ディスク連結片３６のディスク部１から突出する凸部４２の上面の中央部に位置させられる。この第１のリード４の先端部４ｂとディスク部１から突出する凸部４２との重なり部を、以下、被溶接部と呼ぶ。ディスク連結片３６とリード連結片３７とは、図示されない受け部材によってその下面が支持される。又、ディスク連結片３６の位置決め孔９にパイロット兼押さえピン３１が挿入され、かつリード連結片３７の位置決め孔８にパイロット兼押さえピン３３が挿入される。パイロット兼押さえピン３１，３３は、それぞれに対応する位置決め孔９，８に丁度嵌合する径を有し、かつ先端部に鍔を有しているので、位置決め孔９，８にパイロット兼押さえピン３１，３３が挿入されることによって、ディスク連結片３６及びリード連結片３７が、それぞれ、厚みに垂直な方向及び厚み方向にしっかりと位置決めされる。
【００４２】
そして、被溶接部における第１のリード４の先端部４ｂの上面に超音波振動ツール３２が所定の圧力で押し付けられる。この超音波振動ツール３２は超音波発生器２８に接続されている。この超音波発生器２８は超音波に相当する周波数の電気信号を発生する超音波発振器２９と、図示されない操作部と、この操作部からの操作入力に応じて超音波発振器２９を制御する制御部３０と、超音波発振器２９から出力される電気信号を機械的振動に変換して超音波を発生する前記超音波振動ツール３２とを備えており、その超音波振動ツール３２に所定範囲内で変化可能な圧力を加えることができるように構成されている。
【００４３】
そして、図１０に示す状態で、操作部が操作されて超音波発生器２８が作動すると、超音波振動ツール３２によって超音波振動と所定の圧力とが被溶接部に加えられる。この超音波振動による摩擦熱と加圧力とにより被溶接部が超音波溶接される。この超音波溶接の際に、ディスク連結片３６及びリード連結片３７は超音波振動によりＸ方向及びＹ方向にずれようとしかつ前記加圧力によってＸ方向及びＹ方向に変形しようとするが、パイロット兼押さえピン３１，３３によってそれが抑制される。その結果、ディスク連結片３６とリード連結片３７との相対的位置関係が所定の位置関係に保持され、溶接後のディスク連結片３６及びリード連結片３７における各部位の位置が設計値に適合したものとなる。つまり、超音波溶接が好適に遂行される。
【００４４】
この超音波溶接によって得られたディスク連結片３６とリード連結片３７との接合物の状態を図１１に示す。図１１に示すように、ディスク連結片３６とリード連結片３７とは、前記超音波溶接によって好適に接合されている。
【００４５】
次に、上記超音波溶接において、ディスク部に凸部を設けることの作用効果について説明する。
【００４６】
図７を参照して、本実施の形態では、リード連結片３７の第一のリード４の先端部４ｂが、ディスク部１から突出する凸部４２の上面の中央部に超音波溶接によって接続されている。従って、ディスク部１におけるチップ搭載部１０の面積が従来以上に拡大されている。このような構成としても、実施の形態１と同様の効果が得られる。又、本実施の形態では、凸部４２の厚みｔ２がディスク部１の厚みｔ１よりも薄く形成されている。そのため、超音波溶接時において凸部４２が潰れ易くなり、これによって超音波溶接がし易くなっている。更に、印加する超音波は凸部４２と先端部４ｂとの接合部分若しくはその近傍に集中するため、これによって、凸部４２と先端部４ｂとの超音波溶接をより一層確実に行うことができる。つまり、電気的接続信頼性の高いリードフレームを製造することが可能になる。
【００４７】
尚、実施の形態１〜２ではディスク部１に凸部４２を設けることによってチップ搭載部１０の面積を拡大しているが、凸部４２を有さない従来の構成のリードフレーム（図１２（ａ）参照）において大きなチップをチップ搭載部１０に搭載することは、本来、第一のリード４の先端部４ｂをディスク部１に止着させた形態を維持させながらディスク部１をリード部側に延長させることによって可能となる（図１２（ｂ）参照）。このようにしてもチップ搭載部１０の面積は拡大するので、チップ搭載部１０に大きなチップを搭載することが可能になる。しかしながら、この場合には、第二のリード５及び第三のリード６の各々の先端部に図１２では図示されないリードワイヤを接続することが不可能になるという問題が発生する。その理由は、第二のリード５及び第三のリード６の各々の先端部に前記リードワイヤを接続するためには前記先端部の下面に前記先端部を下方から支持するための治具を当接させる必要があるが、前記先端部の下方にはディスク部１が存在しているため、そのディスク部１の存在によって前記治具を前記先端部の下面に当接させることができないからである。そのため、この場合には、ディスク部１の、前記先端部の下方に位置する部分を削除（切断）する必要が生じる。これによって、前記治具を前記先端部の下面に当接させることができるようになる（図１２（ｃ）参照）。この時、ディスク部１のリード部側には、必然的に、凸部４２が形成されることになる。つまり、ディスク部１の形状は、実施の形態１〜２において示した形状と同様となる。従って、前記先端部に前記リードワイヤを接続することが可能になる。
【００４８】
又、実施の形態１〜２では、凸部４２の形状を平面視において略矩形状としたが、特に略矩形状に限定されるものではなく、その形状は任意である。又、凸部４２の突出長や、その厚みも、用途に応じて任意に設定することが可能である。
【００４９】
更に、実施の形態１〜２では、パワートランジスタからなる電子部品に本発明を適用する場合を説明したが、用途に限定されず、本発明は他の電子部品にも同様に適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べたような形態で実施され、大きなチップが搭載可能な従来と同様の大きさのリードフレーム及びそれを用いた電子部品を提供することを目的としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るリードフレーム及び電子部品の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るカシメ接合部分の一部を切り欠いて示す模式図である。
【図４】図１に示したリードフレームを製造するためのディスク連結片とリード連結片との構成を示す図であって、（ａ）はディスク連結片を示す平面図であり、（ｂ）はリード連結片を示す平面図である。
【図５】ディスク連結片とリード連結片とをカシメ接合する状態を示す模式図である。
【図６】カシメ接合されたディスク連結片とリード連結片とを示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るリードフレーム及び電子部品の構成を示す斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図９】図７に示したリードフレームを製造するためのディスク連結片とリード連結片との構成を示す図であって、（ａ）はディスク連結片を示す平面図であり、（ｂ）はリード連結片を示す平面図である。
【図１０】ディスク連結片とリード連結片とを超音波溶接する状態を示す模式図である。
【図１１】超音波溶接されたディスク連結片とリード連結片とを示す平面図である。
【図１２】ディスク部に凸部を設ける本来の手段について模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１ ディスク部
１ａ 端部
２ リード部
３ リードフレーム
４ 第一のリード
４ａ 段差部
４ｂ 先端部
５ 第二のリード
６ 第三のリード
７〜９ 位置決め孔
１０ チップ搭載部
１１ チップ
１２，１３ パッド
１４，１５ リードワイヤ
１６ 半田
１７，１８ 突起
１９，２０ 頭頂部
２１，２２ パイロット兼受けピン
２１ａ，２２ａ 段部
２３ カシメ用矢
２４ 受けピン
２５ ヘッド
２６ 受け部材
２７ カシメ装置
２８ 超音波発生器
２９ 超音波発振器
３０ 制御部
３１ パイロット兼押さえピン
３２ 超音波振動ツール
３３ パイロット兼押さえピン
３４ カシメ接合による接合部分
３５ 超音波溶接による接合部分
３６ ディスク連結片
３７ リード連結片
３８，３９ ブリッジ
４０，４１ 貫通孔
４２ 凸部
４３ 溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lead frame and an electronic component using the lead frame.
[0002]
[Prior art]
The lead frame is used for a discrete electronic component mounted on a discrete substrate. The discrete electronic component is composed of a chip made of a semiconductor device (hereinafter simply referred to as a chip). The chip is mounted on a lead frame and wired using a lead wire, and then entirely molded with resin. Has been configured.
[0003]
By the way, the lead frame includes a plate-like disk portion on which a chip is mounted and a lead portion that functions as an electrical connection terminal to the outside of the discrete electronic component. The disk portion is formed to be relatively thick for heat dissipation of the chip mounted thereon (mainly functions as a heat sink). On the other hand, the lead portion is formed to be relatively thin in accordance with a standard such as a socket into which the lead portion is inserted. That is, in the lead frame, the thickness of the disk portion is formed larger than the thickness of the lead portion.
[0004]
This lead frame is generally manufactured by rolling. However, in order to manufacture a lead frame by this rolling, a disk portion and a lead portion having different thicknesses from a plate material having a uniform thickness must be formed by rolling. Therefore, when manufacturing a lead frame by rolling, the manufacturing process increases, and thus the manufacturing cost increases.
[0005]
Therefore, a manufacturing method has been proposed in which a disk part and a lead part are manufactured separately, and then both are joined to each other (crimp joint) to obtain a lead frame (see, for example, Patent Document 1). According to this conventional lead frame manufacturing method, the disk part and the lead part having different thicknesses are manufactured separately, and then the disk part and the lead part are joined together, so that the manufacturing process is simplified. . That is, the manufacturing cost of the lead frame is reduced.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-141393 A (third page, first figure)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the manufacture of an electronic component using a lead frame, technological development for mounting a larger chip than before without changing the size of the electronic component is an important issue. The reason is that by mounting a chip larger than the conventional one, that is, a chip having an electrical performance higher than the conventional one on a lead frame of the same size as the conventional one, the size equivalent to the conventional one having the electric performance higher than the conventional one is obtained. This is because the electronic component can be configured.
[0008]
However, in the conventional lead frame manufacturing method described above, a part of the disk portion is used for joining the disk portion and the lead portion. Further, in order to increase the electrical connection reliability and the mechanical reliability between the disk portion and the lead portion, the bonding area between the disk portion and the lead portion is widened. For this reason, the area of the disk portion where the chip can be mounted is reduced. The reduction in the area of the disk portion has caused a problem that the size of a chip that can be mounted on the disk portion is limited.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a lead frame having the same size as that of the prior art on which a large chip can be mounted and an electronic component using the lead frame. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a lead frame according to the present invention includes a plate-like disk portion on which a chip as a main body of an electronic component is to be mounted, and a thickness of the electronic component that is smaller than the thickness of the disk portion. In a lead frame having a plate-like lead portion that should function as an electrical external connection terminal, the disk portion has a convex portion on the outer periphery, and the convex portion and the lead portion are overlapped and connected. (Claim 1). With such a configuration, it is possible to prevent the area of the portion where the chip of the disk portion is mounted from becoming narrow. Therefore, a chip larger than the conventional one can be mounted on the disk portion.
[0011]
The thickness of the convex part may be formed thinner than the thickness of the disk part main body (Claim 2). With such a configuration, when the disk portion and the lead portion are ultrasonically welded, for example, the thickness of the convex portion is thinner than that of the disc portion main body, and accordingly, the convex portion is easily crushed. Therefore, ultrasonic welding is further facilitated.
[0012]
Moreover, the said convex part and the said lead part may be connected by ultrasonic welding (Claim 3). With this configuration, the applied ultrasonic waves are concentrated at or near the joint portion between the convex portion and the lead portion, so that it is possible to reliably perform ultrasonic welding between the convex portion and the lead portion.
[0013]
Moreover, the said convex part and the said lead part may be connected by crimping joining (Claim 4). With such a configuration, the position where the caulking bonding is performed is further isolated from the chip mounting portion, so that it is possible to prevent the chip, the lead wire, and the like from being damaged when the caulking bonding is performed.
[0014]
An electronic component according to the present invention includes the lead frame according to any one of claims 1 to 4 and a chip which is a main body of the electronic component, and the chip is mounted on a disk portion of the lead frame, and the chip is It is electrically connected to the lead portion (claim 5). With such a configuration, since the convex portion is added to the disc portion main body, the entire area of the disc portion becomes larger than before. Therefore, it is possible to improve the heat dissipation characteristics of the electronic component. In addition, it is possible to provide an electronic component of the same size as a conventional one on which a large chip, that is, a chip with improved electrical characteristics is mounted.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
In the present embodiment, a description will be given of a form in which a lead frame is configured by caulking and joining a disk portion and a lead portion.
[0016]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a lead frame and an electronic component according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. In the embodiment of the present invention, for the sake of convenience, the extending direction of the first to third leads 4 to 6 of the lead frame 3 is the longitudinal direction (X direction) of the lead frame 3, and the longitudinal direction in plan view. A direction orthogonal to the horizontal direction (Y direction) is defined.
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, the lead frame 3 according to the present embodiment is used for a power transistor as a discrete electronic component. The lead frame 3 has a disk portion 1 and a lead portion 2.
[0018]
The disk portion 1 is formed in a substantially rectangular flat plate shape, and the chip mounting portion 10 is positioned between a pair of grooves 43 in about half of the side close to the lead portion 2 (hereinafter referred to as the lead portion side). And a positioning hole 9 is formed in the central portion of about half of the side far from the lead portion 2. And the convex part 42 which characterizes this invention protrudes from the predetermined position of the end surface 1a of the lead part side in this disk part 1. FIG. The convex portion 42 has a substantially rectangular shape in plan view. The convex portion 42 is basically formed in a flat plate shape, and two projections 17 and 18 to be described later project from the predetermined position. 1 and FIG. 2 shows a semi-finished state, and a predetermined number of the disk portions 1 are connected by a bridge 38 to form a disk connecting piece 36.
[0019]
The lead portion 2 is also shown in a semi-finished state in FIGS. That is, the lead part 2 has a first lead 4 located in the center, and a second lead 5 and a third lead 6 located on both sides thereof. As shown by the solid line and the two-dot chain line that follows in FIG. 1, each lead 4, 5, 6 has a shape in which a wider head is formed at the tip of the main body having a substantially constant width. is doing. These leads 4, 5, 6 and these sets are connected by a bridge 39 to form a lead connection piece 37. In the lead connecting piece 37, the first lead 4 is formed so as to protrude from the second lead 5 and the third lead 6, and the tip portion 4b is formed one step lower by the step portion 4a. Here, the tip 4b of the first lead 4 is formed in an inverted trapezoidal shape in plan view. In addition, positioning holes 7 and 8 are formed so as to be located between portions of the lead connecting piece 37 that will eventually become the first to third leads 4 to 6.
[0020]
Here, the lead connecting piece 37 is formed to have a uniform thickness and has a thickness t3. On the other hand, the disk connecting piece 36 is configured such that the convex part 42 protruding from the end surface 1a of the disk part 1 basically has a thickness t2, and the other part has a thickness t1. Here, the thickness t2 is thinner than the thickness t1, and the thickness t3 is thinner than the thickness t2. The positioning holes 7 to 9 provided in the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are used for positioning when the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are processed before and after the caulking process.
[0021]
And the front-end | tip part 4b of the 1st lead 4 of the lead connection piece 37 is connected to the center part of the upper surface of the convex part 42 which protrudes from the disc part 1 by crimping joining. Here, the code | symbol 34 has shown the junction part by this caulking joining. As a result, the disk portion 1 is positioned lower than the lead portion 2, that is, the lead connecting piece 37 by a height corresponding to the sum of the stepped portion 4 a and the thickness t 3 of the lead connecting piece 37.
[0022]
Here, the disk portion 1, and hence the disk connecting piece 36, is made of copper here. Further, the first to third leads 4 to 6 and the lead connecting piece 37 are made of nickel-plated copper here.
[0023]
Further, a chip 11 constituting a main body of a power transistor as an electronic component is fixed to the chip mounting portion 10 of the disk portion 1 using solder 16. A pair of pads 12 and 13 are formed on the upper surface of the chip 11, and the pair of pads 12 and 13 are respectively made of the second lead 5 and the third lead by using gold lead wires 14 and 15. The lead 6 is connected. As a result, the power transistor as the discrete electronic component is in a semi-finished state. After this, in the semi-finished power transistor, the disk portion 1 and the first to third leads 4 to 6 are individually separated, and a predetermined length is formed from the tips of the first to third leads 4 to 6. It is molded by resin so that the crossing portion protrudes to the outside.
[0024]
Here, the joining structure of the convex part 42 which protrudes from the disk part 1 in the caulking joining part 34 and the front-end | tip part 4b of the 1st lead | read | reed 4 is demonstrated.
[0025]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of the caulking joint portion 34 according to the first embodiment of the present invention. In addition, in order to explain the joining structure in an easy-to-understand manner, a part thereof is shown in a perspective view.
[0026]
As shown in FIG. 3, cylindrical protrusions 17 and 18 are formed by protruding predetermined portions from the back surface by embossing. On the other hand, through holes 40 and 41 into which the projections 17 and 18 can be fitted are formed at the tip portion 4 b of the first lead portion 4 at the same pitch as the pitch between the projections 17 and 18. Then, the projections 17 and 18 provided on the convex portion 42 are fitted into the through holes 40 and 41 provided on the distal end portion 4b of the first lead portion 4, and the top portions 19 and 20 of the projections 17 and 18 are fitted. Here, the substantially central portion is crimped, whereby the convex portion 42 of the disk portion 1 and the tip portion 4b of the first lead portion 4 are crimped. In other words, the protrusions 17 and 18 are compressed in the axial direction and plastically deformed widely in the radial direction by hitting the tops 19 and 20 of the protrusions 17 and 18 from above with a caulking arrow whose tip is pointed conically. As a result, the outer peripheral surfaces of the protrusions 17 and 18 come into contact with the inner peripheral surfaces of the through holes 40 and 41 provided in the tip portion 4 b of the first lead portion 4. Further, the tops 19 and 20 of the projections 17 and 18 are plastically deformed so as to be widely spread in a substantially radial direction by caulking, whereby the tip portion 4b of the first lead portion is formed into the convex portion 42 of the disk portion 1. It is firmly fixed against. In this way, the disk portion 1 and the first lead portion 4 are joined together by caulking joining. The numbers of the protrusions 17 and 18 and the through holes 40 and 41 are arbitrary. Moreover, those cross-sectional shapes are also arbitrary.
[0027]
Next, a caulking joining method between the disk portion 1 and the lead portion 2 will be described.
[0028]
4A and 4B are diagrams showing the configuration of the disk connecting piece and the lead connecting piece for manufacturing the lead frame 3 shown in FIG. 1, wherein FIG. 4A is a plan view showing the disk connecting piece, and FIG. ) Is a plan view showing a lead connecting piece. FIG. 5 is a schematic view showing a state in which the disk connecting piece and the lead connecting piece are caulked and joined. Furthermore, FIG. 6 is a plan view showing a disk connecting piece and a lead connecting piece that are caulked and joined. In FIG. 4, for convenience, the X direction and the Y direction are defined as shown in the figure.
[0029]
In order to manufacture the lead frame 3, first, as shown in FIG. 4, a disk connecting piece 36 and a lead connecting piece 37 are prepared. The disk connecting piece 36 is configured by connecting a predetermined number of disk portions 1 in the Y direction by bridges 38. The disk connecting piece 36 is manufactured, for example, by pressing a flat plate material made of copper with a high-speed press equipped with a progressive die. On the other hand, the lead connecting piece 37 is configured by connecting the first to third leads 4 to 6 in the same number as the number of the disk portions 1 in the disk connecting piece 36. The lead connecting piece 37 is manufactured by, for example, applying a nickel plating with a thickness of several microns to a flat plate material made of copper, and then pressing it with a high-speed press equipped with a progressive die. As described above, the protrusions 17 and 18 are formed on the convex portion 42 protruding from the disk portion 1 constituting the disk connecting piece 36. Further, as described above, the through holes 40 and 41 are formed at the distal end portion 4b of the first lead 4 in the lead connecting piece 37 at positions corresponding to the protrusions 17 and 18, respectively. Here, the diameters of the protrusions 17 and 18 are each 0.4 mm, and the height is 0.5 mm. Moreover, the hole diameters of the through holes 40 and 41 are each 0.6 mm.
[0030]
Next, as shown in FIG. 5, the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are overlapped. At this time, the disk coupling piece 36 and the lead coupling piece 37 are formed on the upper surface of the convex portion 42 protruding from the disk portion 1 through the through holes 40 and 41 formed in the tip portion 4 b of the first lead 4. The protrusions 17 and 18 are overlapped with each other so as to be inserted. Further, the disk connecting piece 36, the lead connecting piece 37, and the overlapping portion of the convex portion 42 and the tip portion 4 b are stepped cylindrical pilot and receiving pins 21 and 22 erected on the upper surface of the receiving member 26. And the lower surface is supported by the cylindrical receiving pin 24. At this time, the pilot / receiving pin 21 is inserted into the positioning hole 9 of the disk connecting piece 36 and the pilot / receiving pin 22 is inserted into the positioning hole 8 of the lead connecting piece 37. The pilot and receiving pins 21 and 22 have pin diameters that fit into the corresponding positioning holes 9 and 8 and have step portions 21a and 22a. By inserting the receiving pins 21 and 22, the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are positioned in the direction perpendicular to the thickness, and supported by the step portions 21 a and 22 a from below. Further, below the protrusions 17 and 18, when the protrusions 17 and 18 are caulked from above by the caulking arrow 23, the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37, and the convex portion 42 and the tip end portion 4 b are overlapped. The mating portion is supported from below by the receiving pin 24 so as not to be displaced in the vertical direction.
[0031]
After the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are fixed as described above, the caulking arrows 23 are formed on the upper surfaces of the protrusions 17 and 18 provided on the convex portion 42 of the disk portion 1 of the disk connecting piece 36. The pressure and speed of The caulking arrow 23 has a conical tip and is attached to the head 25 of the caulking device 27. The crimping device 27 is constituted by a press machine, for example.
[0032]
Then, when the crimping device 27 is operated in the state shown in FIG. 5, the approximate center portion of the top surface of the protrusions 17 and 18 is pressed by the crimping arrow 23. The projections 17 and 18 are plastically deformed in the axial direction and the radial direction by the pressing force of the caulking arrow 23, and the convex portion 42 protruding from the disk portion 1 and the tip portion 4b of the first lead 4 are caulked. The disk part 1 and the lead part 2 are joined to each other. In addition, the mode of the plastic deformation of the protrusions 17 and 18 can be adjusted by appropriately selecting the tip shape of the caulking arrow 23.
[0033]
FIG. 6 shows a state of a joined product of the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 obtained by the caulking joining. As shown in FIG. 6, the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are suitably joined by the caulking joining.
[0034]
Next, the effect of providing a convex part on the disk part in the caulking joint will be described.
[0035]
Referring to FIG. 1, in the present embodiment, the front end portion 4 b of the first lead 4 of the lead coupling piece 37 is connected to the center portion of the upper surface of the convex portion 42 protruding from the disk portion 1 by caulking bonding. Yes. Therefore, the area of the chip mounting part 10 in the disk part 1 is expanded more than before. Therefore, a chip having a size larger than that of the conventional chip can be mounted on the chip mounting portion 10. As a result, it is possible to provide an electronic component having the same size as the conventional one, on which a large chip, that is, a chip with improved electrical characteristics than the conventional one is mounted. Moreover, since the convex part 42 protrudes from the disk part 1, the surface area and heat capacity of the whole disk part 1 are increasing. Therefore, it is possible to improve the heat dissipation characteristics of the electronic component. Furthermore, since the position for crimping bonding is further isolated from the chip mounting portion, it is possible to further prevent damage to the chip, lead wire, etc. during the crimping bonding. That is, it is possible to reduce initial defects of electronic components.
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a form in which a lead frame is configured by ultrasonic welding of a disk portion and a lead portion will be described.
[0036]
FIG. 7 is a perspective view showing configurations of the lead frame and the electronic component according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 8 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.
[0037]
As shown in FIGS. 7 and 8, in this embodiment, the convex portion 42 characterizing the present invention is formed in a flat plate shape. And the front-end | tip part 4b of the 1st lead 4 of the lead connection piece 37 is connected to the center part of the upper surface of the convex part 42 which protrudes from the disk part 1 by ultrasonic welding. Here, the code | symbol 35 has shown the junction part by this ultrasonic welding. As a result, the disk portion 1 is positioned lower than the lead portion 2, that is, the lead connecting piece 37 by a height corresponding to the sum of the stepped portion 4 a and the thickness t 3 of the lead connecting piece 37. The other points are the same as in the first embodiment.
[0038]
Next, an ultrasonic welding method for the disk portion 1 and the lead portion 2 will be described.
[0039]
FIG. 9 is a view showing the configuration of the disk connecting piece and the lead connecting piece for manufacturing the lead frame 3 shown in FIG. 7, wherein (a) is a plan view showing the disk connecting piece, ) Is a plan view showing a lead connecting piece. FIG. 10 is a schematic view showing a state in which the disk connecting piece and the lead connecting piece are ultrasonically welded. Further, FIG. 11 is a plan view showing a disk connecting piece and a lead connecting piece which are ultrasonically welded. In FIG. 9, for convenience, the X direction and the Y direction are defined as shown in the figure.
[0040]
First, as shown in FIG. 9, a disk connecting piece 36 and a lead connecting piece 37 are prepared. The disk connecting piece 36 is configured by connecting a predetermined number of disk portions 1 in the horizontal direction (Y direction) by bridges 38. The disk connecting piece 36 is manufactured by pressing a copper flat plate material with a high-speed press equipped with a progressive die. On the other hand, the lead connecting piece 37 is configured by connecting the first to third leads 4 to 6 in the same number as the number of the disk portions 1 in the disk connecting piece 36. The lead connecting piece 37 is manufactured by applying a nickel plating having a thickness of several microns to a flat plate material made of copper, and then pressing it with a high-speed press equipped with a progressive die.
[0041]
Next, as shown in FIG. 10, the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are overlapped. At this time, the tip 4b of the first lead 4 of the lead connecting piece 37 is positioned at the center of the upper surface of the convex portion 42 protruding from the disk portion 1 of the disk connecting piece 36. The overlapping portion between the tip portion 4b of the first lead 4 and the convex portion 42 protruding from the disk portion 1 is hereinafter referred to as a welded portion. The lower surfaces of the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are supported by receiving members (not shown). Further, the pilot / holding pin 31 is inserted into the positioning hole 9 of the disk connecting piece 36, and the pilot / holding pin 33 is inserted into the positioning hole 8 of the lead connecting piece 37. Since the pilot / holding pins 31 and 33 have diameters that are just fitted in the corresponding positioning holes 9 and 8 and have a flange at the tip, the pilot / holding pins are provided in the positioning holes 9 and 8. By inserting 31, 33, the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are firmly positioned in the direction perpendicular to the thickness and in the thickness direction, respectively.
[0042]
Then, the ultrasonic vibration tool 32 is pressed against the upper surface of the distal end portion 4b of the first lead 4 in the welded portion with a predetermined pressure. The ultrasonic vibration tool 32 is connected to the ultrasonic generator 28. The ultrasonic generator 28 includes an ultrasonic oscillator 29 that generates an electrical signal having a frequency corresponding to an ultrasonic wave, an operation unit (not shown), and a control unit that controls the ultrasonic oscillator 29 in accordance with an operation input from the operation unit. 30 and the ultrasonic vibration tool 32 that generates an ultrasonic wave by converting an electrical signal output from the ultrasonic oscillator 29 into mechanical vibration, and the ultrasonic vibration tool 32 changes within a predetermined range. It is comprised so that the possible pressure can be applied.
[0043]
Then, when the operation unit is operated and the ultrasonic generator 28 is activated in the state shown in FIG. 10, ultrasonic vibration and a predetermined pressure are applied to the welded part by the ultrasonic vibration tool 32. The welded portion is ultrasonically welded by the frictional heat and pressure applied by this ultrasonic vibration. During this ultrasonic welding, the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 try to shift in the X direction and the Y direction by ultrasonic vibration and try to deform in the X direction and the Y direction by the applied pressure. This is suppressed by the holding pins 31 and 33. As a result, the relative positional relationship between the disc connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 is maintained at a predetermined positional relationship, and the positions of the respective portions in the disc connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 after welding are adapted to the design values. It will be a thing. That is, ultrasonic welding is suitably performed.
[0044]
FIG. 11 shows the state of the joined product of the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 obtained by this ultrasonic welding. As shown in FIG. 11, the disk connecting piece 36 and the lead connecting piece 37 are suitably joined by the ultrasonic welding.
[0045]
Next, the effect of providing a convex part on the disk part in the ultrasonic welding will be described.
[0046]
Referring to FIG. 7, in the present embodiment, the tip portion 4 b of the first lead 4 of the lead coupling piece 37 is connected to the central portion of the upper surface of the convex portion 42 protruding from the disk portion 1 by ultrasonic welding. ing. Therefore, the area of the chip mounting part 10 in the disk part 1 is expanded more than before. Even with this configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, the thickness t <b> 2 of the convex portion 42 is formed thinner than the thickness t <b> 1 of the disk portion 1. For this reason, the convex portion 42 is easily crushed during ultrasonic welding, which facilitates ultrasonic welding. Furthermore, since the applied ultrasonic waves are concentrated at or near the joint portion between the convex portion 42 and the tip portion 4b, ultrasonic welding between the convex portion 42 and the tip portion 4b can be performed more reliably. . That is, a lead frame with high electrical connection reliability can be manufactured.
[0047]
In the first and second embodiments, the area of the chip mounting portion 10 is increased by providing the convex portion 42 on the disk portion 1, but a lead frame having a conventional configuration without the convex portion 42 (FIG. 12 ( In (a), the mounting of a large chip on the chip mounting portion 10 originally means that the disc portion 1 is placed on the lead portion side while maintaining the form in which the tip portion 4b of the first lead 4 is fixed to the disc portion 1. It becomes possible by extending to (see FIG. 12B). Even in this case, the area of the chip mounting portion 10 is expanded, so that a large chip can be mounted on the chip mounting portion 10. However, in this case, there arises a problem that it becomes impossible to connect a lead wire (not shown in FIG. 12) to the distal ends of the second lead 5 and the third lead 6. The reason is that in order to connect the lead wire to the tip of each of the second lead 5 and the third lead 6, a jig for supporting the tip from below is applied to the lower surface of the tip. This is because the disc portion 1 exists below the tip portion, and the jig cannot be brought into contact with the lower surface of the tip portion due to the presence of the disc portion 1. . Therefore, in this case, it is necessary to delete (cut) the portion of the disk portion 1 located below the tip portion. As a result, the jig can be brought into contact with the lower surface of the tip (see FIG. 12C). At this time, the convex portion 42 is inevitably formed on the lead portion side of the disk portion 1. That is, the shape of the disk portion 1 is the same as the shape shown in the first and second embodiments. Therefore, the lead wire can be connected to the tip portion.
[0048]
Moreover, in Embodiment 1-2, although the shape of the convex part 42 was made into the substantially rectangular shape in planar view, it is not limited to a substantially rectangular shape in particular, The shape is arbitrary. Moreover, the protrusion length of the convex part 42 and its thickness can be arbitrarily set according to the application.
[0049]
Furthermore, in the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to an electronic component made of a power transistor has been described. However, the present invention is not limited to the application, and the present invention can be similarly applied to other electronic components. .
[0050]
【The invention's effect】
An object of the present invention is to provide a lead frame of the same size as that of the prior art that can be mounted in a form as described above and can mount a large chip, and an electronic component using the lead frame.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a lead frame and an electronic component according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of a caulking joint portion according to Embodiment 1 of the present invention cut away.
4A and 4B are diagrams showing a configuration of a disk connecting piece and a lead connecting piece for manufacturing the lead frame shown in FIG. 1, wherein FIG. 4A is a plan view showing the disk connecting piece; FIG. 3 is a plan view showing a lead connecting piece.
FIG. 5 is a schematic view showing a state in which a disk connecting piece and a lead connecting piece are crimped and joined.
FIG. 6 is a plan view showing a disk connecting piece and a lead connecting piece that are caulked and joined.
FIG. 7 is a perspective view showing configurations of a lead frame and an electronic component according to a second embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
9 is a view showing the configuration of a disk connecting piece and a lead connecting piece for manufacturing the lead frame shown in FIG. 7, wherein (a) is a plan view showing the disk connecting piece, and (b). FIG. 3 is a plan view showing a lead connecting piece.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which a disk connecting piece and a lead connecting piece are ultrasonically welded.
FIG. 11 is a plan view showing a disk connecting piece and a lead connecting piece which are ultrasonically welded.
FIG. 12 is a plan view schematically showing the original means for providing a convex portion on the disc portion.
[Explanation of symbols]
1 Disc part
1a end
2 Lead part
3 Lead frame
4 First lead
4a Stepped part
4b Tip
5 Second lead
6 Third lead
7-9 Positioning hole
10 Chip mounting part
11 chips
12,13 Pad
14,15 Lead wire
16 Solder
17, 18 protrusion
19,20 The top of the head
21, 22 Pilot and receiving pin
21a, 22a Step
23 Caulking arrows
24 Pin
25 heads
26 Receiving member
27 Caulking device
28 Ultrasonic generator
29 Ultrasonic oscillator
30 Control unit
31 Pilot and holding pin
32 Ultrasonic vibration tool
33 Pilot and holding pin
34 Jointed part by caulking
35 Joints by ultrasonic welding
36 Disc connecting piece
37 Lead connection piece
38,39 bridge
40, 41 Through hole
42 Convex
43 Groove

Claims (5)

電子部品の本体であるチップが搭載されるべき板状のディスク部と、該ディスク部の厚みより薄い厚みを有する、前記電子部品の電気的外部接続端子として機能すべき板状のリード部とを備えたリードフレームにおいて、
前記ディスク部は外周に凸部を有し、該凸部と前記リード部とが重ね合わされて接続されている、リードフレーム。A plate-like disk portion on which a chip which is a main body of the electronic component is to be mounted; and a plate-like lead portion which has a thickness smaller than the thickness of the disk portion and functions as an electrical external connection terminal of the electronic component. In the lead frame provided,
The disk portion has a convex portion on an outer periphery, and the convex portion and the lead portion are overlapped and connected. 前記凸部の厚みが、前記ディスク部本体の厚みよりも薄い、請求項１記載のリードフレーム。The lead frame according to claim 1, wherein a thickness of the convex portion is thinner than a thickness of the disk portion main body. 前記凸部と前記リード部とが超音波溶接によって接続されている、請求項１又は２記載のリードフレーム。The lead frame according to claim 1, wherein the convex portion and the lead portion are connected by ultrasonic welding. 前記凸部と前記リード部とがカシメ接合によって接続されている、請求項１又は２記載のリードフレーム。The lead frame according to claim 1, wherein the convex portion and the lead portion are connected by caulking. 請求項１乃至４の何れかのリードフレームと電子部品の本体であるチップとを備え、前記リードフレームのディスク部に前記チップが搭載され、該チップが前記リード部に電気的に接続されている、電子部品。A lead frame according to any one of claims 1 to 4 and a chip which is a main body of an electronic component. The chip is mounted on a disk portion of the lead frame, and the chip is electrically connected to the lead portion. , Electronic components.
JP2003172338A 2003-06-17 2003-06-17 Lead frame and electronic component using the same Pending JP2005011899A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003172338A JP2005011899A (en) 2003-06-17 2003-06-17 Lead frame and electronic component using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003172338A JP2005011899A (en) 2003-06-17 2003-06-17 Lead frame and electronic component using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005011899A true JP2005011899A (en) 2005-01-13

Family

ID=34096524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003172338A Pending JP2005011899A (en) 2003-06-17 2003-06-17 Lead frame and electronic component using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005011899A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351983A (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
KR20200087200A (en) * 2017-12-27 2020-07-20 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Semiconductor device
WO2023100733A1 (en) * 2021-12-01 2023-06-08 ローム株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351983A (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
KR20200087200A (en) * 2017-12-27 2020-07-20 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Semiconductor device
KR102351764B1 (en) * 2017-12-27 2022-01-14 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 semiconductor device
US11335619B2 (en) 2017-12-27 2022-05-17 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device
WO2023100733A1 (en) * 2021-12-01 2023-06-08 ローム株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1079586A (en) Heat-receiving slab structure of heat-dissipating device
JP4524570B2 (en) Semiconductor device
JP5433526B2 (en) Electronic device and manufacturing method thereof
JP3753426B2 (en) Ultrasonic bonding tool and method for manufacturing semiconductor device using ultrasonic bonding tool
JP4612550B2 (en) Bonding ribbon for power device and bonding method using the same
JP2003045920A (en) Power semiconductor device and method for manufacturing the same
JP5566296B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2006114343A (en) Method for manufacturing electric cable with terminal
US20040183168A1 (en) Lead frame and electronic component using same
JP2005011899A (en) Lead frame and electronic component using the same
JP2005019948A (en) Lead frame and electronic component using it
JP5755601B2 (en) Power module and manufacturing method thereof
JP2009010294A (en) Semiconductor manufacturing apparatus
JP2001267366A (en) Method of packaging semiconductor and printed circuit board
KR100480455B1 (en) Bonding tool capable of bonding inner leads of TAB tapes to electrode pads in high quality and high productivity and bonding method
JP4750376B2 (en) Lead wire joining method
JPH0758155A (en) Tool and method for bonding
JP2002093852A (en) Manufacturing method of semiconductor device, and the semiconductor device
JP7041180B2 (en) Wire connection structure and connection method
US7582553B2 (en) Method of bonding flying leads
JP3179397B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2002305279A (en) Semiconductor device
JP3087890B2 (en) Bonding apparatus and bonding method
JP3624857B2 (en) Mounting structure of semiconductor device
JP3586162B2 (en) Method for forming package for electronic component

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060509

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070116

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070522