JPH03181157A - 電気回路部材の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インナリードとアウタリードとが分離されて
いるセラミック・クワッド・フラット・パッケージ（以
下単にセラ”ｓ　−／りＱＦＰ　　（Ｑｕａｄ、　Ｆ　
１ａｔＰ　ａｃｋａｇｅ）という）において、インナリ
ードの接続部とアウタリードの接続部とを接続する方法
に関する。

〔従来の技術〕

４方向にリードが延在するセラミック叶Ｐを作製する場
合には、インナリード（封止後シールガラス内に収まる
リード部分）とアウタリード（封止後シールガラス外に
露出するリード部分）とを一体内に形成したリードフレ
ームに、セラミック製のベース基板を接合させ、このベ
ース基板にＩＣを搭載させた後、ＩＣの電極とインナリ
ードとを接続させ、その後ＩＣをシールガラスにて封止
する過程が一般的であった。ところが、インナリードと
アウタリードとを一体化させたリードフレームにあって
は、エツチングまたはスタンピングにより、ＩＣ接続側
のボンディングパソドからアウタリードまで一体的に形
成されている。エツチングまたはスタンピングにおいて
はその処理密度に限界があり、形成密度が大きいインナ
リード領域にあっては、この限界の影響を受けやすい。

そして、アウタリードと一体的にインナリードを形成す
る場合には、その数は２８０ピンが限界であり、一体型
のリードフレームを用いて２８０ピン以上の多ピンセラ
ミックＱＦＰを作製することは困難である。

このような事情により、アウタリードとインナリードと
を予め分離形成しでおいた後、両者を接合してセラミッ
ク叶Ｐを作製する技術が知られている。このようにして
セラ貴、りＱＦＰを作製する場合には、アウタリードの
みが形成されたリードフレームをインナリードの回路パ
ターンが形成されたセラミック製のベース基板に重ね合
わせ、対応するアウタリードの接続部とインナリードの
接続部とを接合させ、その後、ベース基板にＩＣを搭載
し、対応するＩＣの電極とインナリードとを接続させ、
ＩＣをシールガラスにて封止する。

上述したように、インナリードとアウタリードとが分離
されているセラミックＱＦＰにあっては、両者の接合を
行う必要があり、接続用の金属突起物（以下金属バンプ
という）を介して、熱圧着法を用いて各点における接合
を一括して行う方法が考えられる。第３図はこの方法の
実施状態を示す模式図であり、図中３４は上面に各イン
ナリード３３ツバターン回路が形成されたセラミック製
のベース基板である。ベース基板３４の上面の中央には
ＩＣ３５が搭載されており、ＩＣ３５の各電極３６とこ
れに対応する各インナリード３３とは、金ワイヤ３７に
よりワイヤボンディングされている。また各インナリー
ド３３のアウタリードとの接続部には金属バンプ３９が
形成されている。そして対応する各インナリード３３に
合せてアウタリード３１を位置決めした後、接合治具３
８により各アウタリード３１の接続部を同時に押圧し、
熱圧着法によって対応するインナリード３３とアウタリ
ード３１とを一括接合（ギヤングボンディング）する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述したような一括の接合方法では、以下に
示すような原因により信頼性が高い接合性能が得られな
いという難点がある。ここで信頼性が高い接合性能とは
、確実なオーミックコンタクトが得られ、しかも接合強
度が安定している状態を意味４している。

接合不良が発生する原因としては、被接合材であるセラ
ミック製のベース基板の問題と、接合治具の問題とに大
別される。セラミック製のベース基板には反り、うねり
等が生じている場合が多いので、−括して接合した場合
には、接合不良の部分が発生しやすくなる。セラミック
製の基板の製造技術にあっては、例えば−辺が２５．４
ｍである基板の場合、３０〜５０μｍ程度の反りが発生
することがある。従って、ベース基板のこのような反り
。

うねりの発生に影響されない接合方法が必要である。

ベース基板（インナリード）とアウタリードとを一括し
て接合しようとする場合、接合治具は片当たりが無く、
均一に加圧することが必要であり、接合治具としては平
行度が極めて高精度であるものが要求される。また、実
際の問題としては、ビン数の増加に伴ってベース基板の
大きさも大きくなるので、全ピンに対して同一の接合条
件を満足させることは不可能であり、不良接合が発生す
ることは必然である。

例えば、ピンの総数が３００本、接合不良率が１％であ
るとすると、３ビンが不良となり、セラミック叶Ｐとし
ての機能を果たせなくなる。しかも、ピンの総数が増加
すれば、発生する不良ピンの数も増加するので、ピンの
総数が多い場合程、不良発生率を０％に極めて近い数値
にする必要がある。

このような難点を解消するべく、第３図に示すように、
インナリード３３の接続部に金属バンプ３９を形成して
（アウタリードの接続部に金属バンプを形成してもよい
）、ベース基板３４の反り、うねりまたは接合治具３８
の片当たり等の不均一な加圧による影響を吸収しようと
している。ところが金属バンプ３９を形成しておいても
、上述の影響を完全に吸収することは不可能であり、不
良発生率が０％に近いとは言難い。また、このような金
属バンプ３９を設ける場合には、そのための工程が必要
であり、またコストも高（なるという問題点がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、イン
ナリードの接続部とアウタリードの接続部とを一箇所毎
に個別に直接接合することにより、接続用の金属バンプ
が不要となって、セラミックＱＦＰを作製する際の工程
の簡略化及びコストの低減化を図ることができ、しかも
各ピンについて信頼性が高い接合性能が得られて、ピン
の総数が増加した場合においても不良発生率を略Ｏ％と
することができる電気回路部材の接続方法を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電気回路部材の接続方法は、インナリード
とアウタリードとが分離されているセラミック・クワッ
ド・フラット・パフケージについて、前記インナリード
と前記アウタリードとを接続する方法において、前記イ
ンナリード及びアウタリードの最終表面層には金が被覆
されており、前記インナリードと前記アウタリードとを
一点毎に個別に、直接接合することを特徴とする。

〔作用〕

本発明の電気回路部材の接続方法にあっては、各インナ
リードの接続部と各アウタリードの接続部とを全ピンに
わたって位置合わせした後、接合治具により対応する接
続部同士を一点毎に直接接合する。インナリード、アウ
タリードは共に、その最終表面層には金が被覆されてい
るので、熱圧着法または超音波併用熱圧着法を用いれば
、加熱。

加圧作用によって両リードの金の部分同士が金属結合す
る。そうすると、高いオー旦ツクコンタクトが得られ、
安定した接合強度を維持して、両リードが確実に接合さ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の接続方法に用いる部材の平面図であり
、第１図（ａｌは複数本のアウタリード１のみが４方向
に延在して形成されているリードフレーム２を示し、第
１図（ｂ）は複数のインナリード３の回路パターンが４
方向に延在して形成されたセラミック製（例えば９６％
ａｔｚｏｉアルミナ製）のベース基板４を示す。各アウ
タリードｌの最終表面層は厚さ２〜５μｍの金が被覆さ
れており、また各イン、ナリード３の最終表面層も厚さ
１〜３μｍの金が被覆されている。

次に、本発明の接続方法を用いるセラミックＱＦＰの作
製手順について、その工程を示す第２図に基づき説明す
る。

まず、回路パターンが形成されていないベース基板４の
中央部にＩＣ５を搭載し、対応するＩＣ５の各電極６と
各インナリード３の内側の端部とを夫々金ワイヤ７にて
接続する（第２図（ａ））。なお、電極６とインナリー
ド３との接続は、ＴＡＢ法を用いることとしても良い。

次に、対応するインナリード３の外側の端部（接続部）
とアウタリード１の接続部とが重なるように、リードフ
レーム２をベース基板に重ね合わせた後、本発明の接続
方法を用いて両者の接続部を接合する。

第２図（ｂｌはこの接合工程の実施状態を示す断面図で
あり、インナリード３の接続部の上方に僅かの距離を隔
てて対応するアウタリード１の接続部が位置決めされて
いる。接合治具８を白抜矢符方向に移動させて、アウタ
リードｌの接続部を押圧し、この接続部と対応するイン
ナリード３の接続部とを直接接合する。このような接合
処理はすべてのアウタリード１に対して１本毎に個別に
行う。

すべての点における接合処理を施した後、ＩＣ５をシー
ルガラスにて封止してセラ稟・ツクＱＦＰの作製を完了
する。

なお、上述した作製工程とは異なり、まず本発明の接続
方法を用いて対応するアウタリードとインナリードとを
接続させ、その後、ＩＣを搭載した後、ＩＣの電極と対
応するインナリードとを接続し、シールガラスにてＩＣ
を封止する工程により、セラごツクＱＦＰを作製しても
良い。

従来の一括接合では熱圧着法のみしか使用できないが、
本発明の接合方法では、接続部同士を一点毎に個別に接
合するので、熱圧着法、超音波を併用した熱圧着法の何
れの接合方法も採用できる。

また、アウタリード１及びインナリード３は、何れもそ
の最終表面層が金にて被覆されているので、上記の何れ
の接合方法を採用した場合においても、両者の金と金と
が加熱、加圧作用によって金属結合され、良好な接合状
態が得られる。以上のように、本発明の接合方法では、
アウタリードまたはインナリードに金属バンプを設ける
ことなく、両音間の確実なオーミックコンタクトと安定
した接合強度とを実現できる。

従来方法（金属バンプを設けて一括接合）と本発明方法
（金属ハンプを設けることなく個別接合）とを用いて夫
々作製した、セラミックＱＦＰ　（ピン数３００本）の
接合結果（オーミックコンタクト（導通性）、接合強度
、製品合格率）についての比較を、下記第１表に示す。

なお、表中には従来方法の比較例（金属バンプを設ける
ことなく一括接合）と本発明方法の比較例（金属バンプ
を設けて個別接合）における接合結果も併せて示す。

（以　　　下　　余　　　白） 第 表 第１表の結果から判るように、従来の接合方法では金属
ハンプを設けることにより接合結果の改善が見られるが
、満足できるような製品合格率の数値を遠戚できない。

一方、本発明の接合方法では、何れの場合においても良
好な接合結果が得られており、製品合格率も９９．９％
である。また本発明方法では、金属バンプを設けた場合
と設けない場合とにおいて接合結果に差はなく、金属バ
ンプを設ける必要はないことがこの結果からも理解され
る。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明の接合方法では、何れも最終表
面層が金にて被覆されているインナリード及びアウタリ
ード同士を１箇所毎に個別に直接接合するようにしたの
で、ピン数が多くなった場合においても、全ピンにわた
って接合性能が高い両者の接合を実現でき、歩留りが１
００％に近いセラミック叶Ｐを提供することができる。

また、接続用の金属バンプが不要であるので、金属バン
プ形成のための工程を設けることが必要なく・セラミッ
クＱＦＰの作製において、工程数の減少化及びコストの
低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はリードフレーム及びベース基板の平面図、第２
図はセラミックＱＦＰの作製工程を示す模式的断面図、
第３図は従来の接合方法を示す模式的断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インナリードとアウタリードとが分離されているセ
   ラミック・クワッド・フラット・パッケージについて、
   前記インナリードと前記アウタリードとを接続する方法
   において、 前記インナリード及びアウタリードの最終 表面層には金が被覆されており、前記インナリードと前
   記アウタリードとを一点毎に個別に、直接接合すること
   を特徴とする電気回路部材の接続方法。