JPH0433630Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、基板に装着され半導体装置の過電流
破壊を防止する面実装用半導体装置用保護素子に
関するものである。

［従来の技術］ 従来の半導体装置用保護素子は、実開昭59−
141648号、実公昭57−46615号等のように、リー
ド間の金属線としては金Auまたは銀Agが用いら
れている。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、金や銀は融点が高く、小型面実装用部
品の一般的サイズである2.0×1.25×1.0（高さ）に
外径寸法を規制すると、第３図に示す様に線径
25μｍ、リード間の金属線長さ1.8mmの場合、金
（鎖線）を使用した場合の部品端子部の表面温度
300℃、銀（１点鎖線）を使用した場合の部品端
子部の表面温度は280℃である。

第３図は金属線に一定電流を流した時の部品端子
部の表面温度変化を示しており、図中×で示され
るのが金属線の溶断点である。

このため、半導体装置用保護素子が大型の場合
にはよいが、半導体装置用保護素子を小型化し、
例えば小型面実装部品の標準的外形寸法である
3.2×1.6mm、または更に小型の2.0×1.25mmの大き
さとすると、金属溶断時の熱がリードに伝達さ
れ、部品端子面を加熱し、金属線の溶断より速く
端子部の半田が溶けてしまう。

このため、殆ど実用には耐えられなかつた。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上述の課題を解決することを目的とし
た成されたもので、上述の課題を解決する一手段
として以下の構成を備える。

即ち、対を成すリード先端部近傍の所定位置間
に金属線を張設し、前記両リード両端が導出する
よう前記金属線及び前記リードを樹脂によりモー
ルドし、前記リード両端を前記モールドした樹脂
に沿つて折り曲げ、該リード両端部により基板に
装着され半導体装置の過電流破壊を防止する面実
装用半導体装置用保護素子であつて、前記金属線
を、前記リード両端部により基板に装着したとき
に該装着部温度が該リードの基板への装着用半田
の融点温度以下となる温度で溶融する金属線とす
る。

そして、例えば、金属線を10μｍ〜50μｍ径の
アルミニユウムまたは重量比0.1％〜２％の珪素
を含有するアルミニユウムの線とし、リードの少
なくとも前記金属線張設位置を除く前記樹脂によ
るモールド部分に切り欠き部を設ける。

［作用］ 以上の構成において、小型の保護素子とするこ
とができ、更に、金属線の融点も低いため、過電
流が流れた場合にも、該保護素子を固定している
半田が溶けるようなことがなくなる。

このように、従来に比し半導体装置用保護素子
の大きさを大幅に小型化することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案に係る一実施例を
詳細に説明する。

第１図は本実施例の半導体装置用保護素子１０
の構造を示す図であり、保護素子１０において、
１１はAl（アルミニユウム）の金属線であり、本
実施例では線径25μｍとし、溶断時の電流を約
2.5Aとしたが、溶断電流に対応して最適な線径
にでき、例えば、ワイヤボンデイングでリードに
接続する場合には、10μｍ〜50μｍとすることが
できる。

１２，１３はリード、１４は金属線１１を強固
に保持できる硬度を有する絶縁性樹脂で構成され
たモールドパツケージである。

次に以上の構成の本実施例保護素子１０の制御
工程を第２図Ａ〜Ｆを参照して以下に説明する。

まず、リードともなる第２図Ａに示す金属板２
１を符号２２に示す如くＨ状に打ち抜く。図に１
２ｂ，１３ｂで示すのがリード先端部となる部分
である。

続いて、第２図Ｂの如く、リード先端部１２
ｂ，１３ｂ間に上述したAl金属線１１を超音波
ボンデイングにより溶着する。このAl金属線１
１をボンデイングした状態を第２図Ｃに示す。次
に絶縁性樹脂により、少なくともAl金属線１１
及びリード１２，１３先端部を覆うよう第２図Ｄ
に一転鎖線で示す如くモールドする。そして、金
属板２１を符号Ａ，Ｂに示す部分で切離し、第２
図Ｅに示す如くリードがモールドパツケージ側面
より外側に導出した状態とする。そして最後にこ
のリード１２，１３をモールドの外周に沿つて折
り曲げ、第２図Ｆに示す面実装型のチツプ構成と
する。

以上の様にして本実施例の小型面実装型の保護
素子が完成する。

［他の実施例］ 以上の説明では、金属板２１はＨ状に打ち抜い
たが、本実施例の打ち抜き形状は以上の例に限る
ものではなく、リード先端部に金属線をボンデイ
ングでき、モールドに沿つて折り曲げ可能な形状
であれば任意の形状でよい。

本実施例ではリード１２，１３はモールドに沿
つて折り曲げるため、モールド内に大きな曲げ応
力が加わる。このため、モールドされているリー
ド先端部１２ｂ，１３ｂが変位してAl金属線１
１が切れてしまう可能性がある。

このようなことを防止するため、リードの少な
くとも金属線張設位を除く樹脂によるモールド部
分に切り欠き部を設けるように打ち抜き形状を変
えた例を第４図Ａ，Ｂに示す。

第４図Ａはリード部分中央近傍に孔部１５を設
けた例、第４図Ｂはリード部の打ち抜きに更に∠
状に切り込みを入れた例である。このようにする
ことにより、共にモールド樹脂部分が多くなり、
リード１２，１３の折り曲げ時にもモールド内の
リードを抑える力を大きくし、モールドに沿つて
折り曲げる時に、金属線１１が断線することを防
止している。

このように本実施例によれば、窪み部分を設
け、該窪み部分に樹脂を充填することにより、こ
の窪み内の樹脂による応力吸収が図れ、金属線１
１の不要な断線を防止できる。

更に、第４図Ａの場合には、モールドは図中１
点鎖線で示す様に孔部１５まで行なわれており、
リード１２，１３をモールドに沿つて折り曲げる
時に、モールドよりの導出部分のリード幅が少な
くなり、折り曲げ応力を減少させることができ、
折り曲げ時の金属線１１の断線を防止することが
できる。本例のリード折り曲げ完了状態の外観図
を第５図に示す。

以上の説明においては、金属線としてはAl線
を用いた例について説明したが、本考案の金属線
は以上の例に限定されるものでなく、前述した線
径、長さの金属線とした場合、融点が略660℃以
下の金属線であれば外側端子部の半田付け部の表
面温度が半田の融点を越えることなく溶断するの
で、任意の金属線とすることができる。

なお、参考までに説明すると、660℃とは、ア
ルミニウムの融点であり、本願考案者による実験
では、リード間に線径10μm以上、長さ1.0mm以下
の金属線を溶断金属線として接続し、外形寸法
2.0mm×1.25mm×1.0mm（高さ）の小型面実装部品
とした場合、外側端子部の表面温度は、一般的に
使用されている共晶半田の融点である186℃を越
えることはない。

Al金属線以外の金属線を用いる例を以下に示
す。

Alに少量の珪素を混入させた金属線、 金属に少量の珪素を混入させると、融点が下
がり、しかもボンデイング性も向上する。この
ため、Alに少量の珪素を混入させて金属線と
することが望ましい。

珪素は重量比で0.1％〜２％程度混入するこ
とが望ましく、上述の重量比とすることによ
り、良好な結果がえられた。

Au又はAgに、Pb及び又はSnを混入させた
金属線 金属にPb及びまたはSnを混入させると、融
点が下げることができる。この場合の混入率
は、希望する融点温度により異なるが、小型の
保護素子を製造するため、金属線１１も細線化
する必要があり、Pb，Snをあまり多く混入さ
せると細線化が困難となる。このため、Pb，
SnをAu又はAgに混入させる時には重量比0.1
％〜60％程度とすることが望ましい。

以上説明した様に本実施例によれば、半導体装
置用保護素子の金属線を、当該保護素子が装着さ
れる半田等の融点より低くすることができ、小型
化しても、金属線が高温となりこの熱がリードに
伝わり、金属線が溶融する以前に保護素子が装着
基板から遊離してしまうような不具合を起こすこ
とがなくなる。このため、小型面実装型のものと
することができる。

金属線としてAlを用いることにより、又はAl
に重量比0.1％〜２％程度の珪素を混入すること
により、廉価で、かつボンデイングも容易なもの
とすることができる。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、小型の保
護素子とすることができ、更に、金属線の融点も
低いため、過電流が流れた場合にも、該保護素子
ほ固定している半田が溶けるようなことがなくな
る。

また、リードの少なくとも金属線張設位置を除
く樹脂によるモールド部分の一部に切り欠き部を
設けることにより、リードの切り欠き部分にもモ
ールド樹脂を充填しリードを折り曲げても樹脂に
よる応力吸収効果を高め、金属線に不要な応力が
係らない、リードの折り曲げで金属線断線の無い
面実装用半導体装置用保護素子を提供出来る。

このように、本考案によれば、従来に比し半導
体装置用保護素子の大きさを大幅に小型化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る一実施例の保護素子の構
成を示す図、第２図Ａ〜Ｆは本実施例の保護素子
の製造工程を説明する図、第３図は保護素子の金
属線の材質による電流と表面温度の変化を示す
図、第４図Ａ，Ｂは本考案に係る他の実施例の金
属板打ち抜き形状を示す図、第５図は第４図Ａに
示すリード形状とした時の保護素子のモールド状
態を示す図である。 図中、１……半導体装置用保護素子、１１……
金属線、１２，１３……リード線、１４……モー
ルドパツケージ、１５……孔部、２１……金属
板、２２……打ち抜き部である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 対を成すリード先端部近傍の所定位置間に
   金属線を張設し、前記両リード両端が導出する
   よう前記金属線及び前記リードを樹脂によりモ
   ールドし、前記リード両端を前記モールドした
   樹脂に沿つて折り曲げ、該リード両端部により
   基板に装着され半導体装置の過電流破壊を防止
   する面実装用半導体装置用保護素子であつて、 前記金属線を、前記リード両端部により基板
   に装着したときに該装着部温度が該リードの基
   板への装着用半田の融点温度以下となる温度で
   溶融する金属線とすることを特徴とする面実装
   用半導体装置用保護素子。 (2) 金属線を10μｍ〜50μｍ径のアルミニユウム
   または重量比0.1％〜２％の珪素を含有するア
   ルミニユウムの線とし、リードの少なくとも前
   記金属線張設位置を除く前記樹脂によるモール
   ド部分に切り欠き部を設けることを特徴とする
   請求項第１項記載の面実装用半導体装置用保護
   素子。