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【発明の名称】 圧電デバイスおよびリードフレーム
【発明者】 【氏名】松永 雅敬

【要約】 【課題】リードフレームの表裏に半導体素子と、圧電素子が内蔵された圧電素子パッケージとがそれぞれ搭載され、前記リードフレームのアウターリード部を除いて前記半導体素子と前記圧電素子パッケージが樹脂モールドされている薄型化された圧電デバイスにおいて、リードフレームの工程上の取り扱いを容易にし、アウターリードなどの強度を確保しつつさらに薄型化を可能とする圧電デバイスを提供する。

【解決手段】リードフレーム1における一方の面のICチップ21が搭載されるICチップ搭載領域にリードフレーム1の厚みが薄くなるように凹部15が形成され、この凹部15にICチップ21が搭載されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リードフレームの表裏に半導体素子と、圧電素子が内蔵された圧電素子パッケージとがそれぞれ搭載され、前記リードフレームのアウターリードを除いて前記半導体素子と前記圧電素子パッケージが樹脂モールドされている圧電デバイスであって、
前記リードフレームにおける一方の面の前記半導体素子が搭載される半導体素子搭載領域に前記リードフレームの厚みが薄くなるように凹部が形成され、この前記凹部に前記半導体素子が搭載されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項2】
請求項1に記載の圧電デバイスにおいて、前記リードフレームの前記凹部がパッド部に形成され、前記パッド部に切り欠き部を設けたことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項3】
リードフレームの表裏に半導体素子と、圧電素子が内蔵された圧電素子パッケージとがそれぞれ搭載され、前記リードフレームのアウターリードを除いて前記半導体素子と前記圧電素子パッケージが樹脂モールドされている圧電デバイスであって、
前記リードフレームにおける一方の面の前記圧電素子パッケージが搭載される圧電素子パッケージ搭載領域に前記リードフレームの厚みが薄くなるように凹部が形成され、この前記凹部に前記圧電素子パッケージが搭載されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項4】
請求項3に記載の圧電デバイスにおいて、前記リードフレームの前記凹部がパッド部および前記パッド部を保持する吊りリード部に形成され、前記パッド部に切り欠き部を設けたことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項5】
インナーリードと、
アウターリードと、
前記インナーリードと前記アウターリードを接続するタイバーと、
半導体素子を搭載するためのパッド部と、
前記パッド部を保持する吊りリードと、を備えたリードフレームであって、
前記リードフレームの一方の面において、少なくとも前記パッド部の厚みが薄くなるように凹部が形成されたことを特徴とするリードフレーム。
【請求項6】
請求項5に記載のリードフレームにおいて、前記パッド部に切り欠き部を設けたことを特徴とするリードフレーム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、リードフレームの表裏に半導体素子と圧電素子パッケージとを搭載し、それらを樹脂モールドした圧電デバイスおよびリードフレームに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電子機器の普及により圧電デバイスの小型化・薄型化が要求されている。この圧電デバイスにおける小型化・薄型化の要求に対応して、特許文献1に示すような、リードフレームの表裏に半導体素子と圧電素子パッケージを搭載し、それらを樹脂にてモールドした構造の圧電デバイスが提案されている。
【0003】
しかし、市場ではさらなる圧電デバイスの小型化・薄型化が望まれている。特に薄型化に対応するために、圧電デバイスの構成要素である半導体素子、圧電素子パッケージ、リードフレームについて様々な検討がなされている。
例えば、半導体素子については半導体基板を研磨して厚みを薄くすることがなされ、圧電素子パッケージについては、セラミックなどのパッケージ基板を薄くするなどの対応が図られている。また、リードフレームについては、リードフレーム基材として従来に比べて薄い基材を選択することが行われている。
【0004】
【特許文献1】特開2005−33761号公報(図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、これらの提案を量産における圧電デバイスの製造工程で実施した場合に、多くの不具合が生じている。なかでも、リードフレームに薄い基材を用いた場合には、リードフレームの剛性低下による曲がり・うねりなどが発生し、工程での取り扱いが困難であることに加え、アウターリード曲げ工程での強度不足によるリード折れなど問題が多く、圧電デバイスの薄型化には限界があった。
【0006】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、リードフレームに起因する不具合を解消すべく、工程上の取り扱いを容易にし、アウターリードなどの強度を確保しつつ薄型化を可能とする圧電デバイスを提供することにある。
また、他の目的として工程での取り扱いが容易で、樹脂封止型の圧電デバイスなどの電子デバイスを薄型化できるリードフレームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の圧電デバイスは、リードフレームの表裏に半導体素子と、圧電素子が内蔵された圧電素子パッケージとがそれぞれ搭載され、前記リードフレームのアウターリードを除いて前記半導体素子と前記圧電素子パッケージが樹脂モールドされている圧電デバイスであって、前記リードフレームにおける一方の面の前記半導体素子が搭載される半導体素子搭載領域に前記リードフレームの厚みが薄くなるように凹部が形成され、この前記凹部に前記半導体素子が搭載されていることを特徴とする。
【0008】
この構成によれば、リードフレームにおける一方の面の半導体素子が搭載される半導体素子搭載領域にリードフレームの厚みが薄くなるように凹部が形成されていることから、この凹部におけるリードフレームの厚みが薄くなった分、圧電デバイスを薄くすることができる。また、リードフレームの厚みは、工程での取り扱いに支障がない厚みのものを選択することができ、アウターリードの強度を十分に確保できる圧電デバイスを提供することができる。
【0009】
本発明の圧電デバイスは、前記リードフレームの前記凹部がパッド部に形成され、前記パッド部に切り欠き部を設けることが望ましい。
【0010】
このようにすれば、リードフレームに設ける凹部をプレス加工にて形成する場合、パッド部が潰れて外形が広がりリードフレームに歪が生ずるが、パッド部に切り欠き部を設けることにより、この切り欠き部で歪を吸収することができる。さらに、この切り欠き部に接着剤を設け、リードフレームと半導体素子および圧電素子パッケージを接着することで、接着剤層の厚みを考慮せずそれぞれをリードフレームに搭載でき、圧電デバイスの薄型化に寄与できる。
【0011】
また、本発明の圧電デバイスは、リードフレームの表裏に半導体素子と、圧電素子が内蔵された圧電素子パッケージとがそれぞれ搭載され、前記リードフレームのアウターリードを除いて前記半導体素子と前記圧電素子パッケージが樹脂モールドされている圧電デバイスであって、前記リードフレームにおける一方の面の前記圧電素子パッケージが搭載される圧電素子パッケージ搭載領域に前記リードフレームの厚みが薄くなるように凹部が形成され、この前記凹部に前記圧電素子パッケージが搭載されていることを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、リードフレームにおける一方の面の圧電素子パッケージが搭載される圧電素子パッケージ搭載領域にリードフレームの厚みが薄くなるように凹部が形成されていることから、この凹部におけるリードフレームの厚みが薄くなった分、圧電デバイスを薄くすることができる。また、リードフレームの厚みは、工程での取り扱いに支障がない厚みのものを選択することができ、アウターリードの強度を十分に確保できる圧電デバイスを提供することができる。
【0013】
また、本発明の圧電デバイスは、前記リードフレームの前記凹部がパッド部および前記パッド部を保持する吊りリード部に形成され、前記パッド部に切り欠き部を設けることが望ましい。
【0014】
このようにすれば、リードフレームに設ける凹部をプレス加工にて形成する場合、パッド部が潰れて外形が広がりリードフレームに歪が生ずるが、パッド部に切り欠き部を設けることにより、この切り欠き部で歪を吸収することができる。さらに、この切り欠き部に接着剤を設け、リードフレームと半導体素子および圧電素子パッケージを接着することで、接着剤層の厚みを考慮せずそれぞれをリードフレームに搭載でき、圧電デバイスの薄型化に寄与できる。
【0015】
本発明のリードフレームは、インナーリードと、アウターリードと、前記インナーリードと前記アウターリードを接続するタイバーと、半導体素子を搭載するためのパッド部と、前記パッド部を保持する吊りリードと、を備えたリードフレームであって、前記リードフレームの一方の面において、少なくとも前記パッド部の厚みが薄くなるように凹部が形成されたことを特徴とする。
【0016】
この構成によれば、例えば凹部が形成されたパッド部に半導体素子を搭載すれば、パッド部の厚みが少なくなった分、圧電デバイスなどの電子デバイスを薄型化できる。また、リードフレームの厚みは、工程での取り扱いに支障がない厚みのものを使用することができ、さらに、アウターリードの強度を十分に確保できる圧電デバイスなどの電子デバイスを提供することができる。
【0017】
また、本発明のリードフレームは、前記パッド部に切り欠き部を設けることが望ましい。
【0018】
このようにすれば、リードフレームに設ける凹部をプレス加工にて形成する場合、パッド部が潰れて外形が広がりリードフレームに歪が生ずるが、パッド部に切り欠き部を設けることにより、この切り欠き部で歪を吸収することができる。さらに、この切り欠き部に接着剤を設け、リードフレームと半導体素子および圧電素子パッケージを接着することで、接着剤層の厚みを考慮せずそれぞれをリードフレームに搭載でき、圧電デバイスなどの電子デバイスの薄型化に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
なお、以下の実施形態では圧電デバイスとして、水晶発振器を例にとり説明する。
(第1の実施形態)
【0020】
図1は水晶発振器の構造を示す説明図であり、図1(a)は模式正面断面図、図1(b)は模式側面断面図である。
水晶発振器5は、リードフレーム1と半導体素子としてのICチップ21および圧電素子パッケージとしての水晶振動子パッケージ25とを備え、これらをエポキシ樹脂などの樹脂29にて樹脂モールドすることにより構成されている。
リードフレーム1にはICチップ21を搭載するパッド部11が設けられ、このパッド部11はリードフレーム1の厚みが薄くなるように、その一方の面に凹部15が設けられている。そして、この凹部15にICチップ21が搭載され、他方の面のリードフレーム1に水晶振動子パッケージ25が搭載されている。水晶振動子パッケージ25はセラミックなどの箱体に水晶振動片24が内蔵され、内部が気密に保たれている。また、ICチップ21には、水晶振動片24を発振させる発振回路を内蔵している。
ICチップ21の端子は、リードフレーム1のインナーリード16および水晶振動子パッケージ25の端子にAu線などの金属ワイヤ22を介して接続されている。
また、リードフレーム1のアウターリード17は曲げ加工され、いわゆるJリード形状に形成されている。
【0021】
次に、本実施形態に用いるリードフレーム1について詳しく説明する。
図2はリードフレームを示す説明図であり、図2(a)は模式平面図、図2(b)は同図(a)のB−B断線に沿う模式断面図である。
リードフレーム1は42アロイなどのFe合金、あるいはCu−Sn,Cu−Fe,Cu−Zn,Cu−Ni等のCu合金材料で形成されている。
このリードフレーム1のほぼ中央部にはICチップが搭載されるパッド部11が設けられ、吊りリード12により外枠部19に接続されている。
【0022】
また、パッド部11の両側には、パッド部11とは分離されたインナーリード16とアウターリード17が配置されている。各インナーリード16と各アウターリード17はそれぞれタイバー18に接続され、このタイバー18により外枠部19に支持されている。
パッド部11はICチップ搭載領域14よりやや大きく形成され、インナーリード16が伸びる方向に交互に配置された切り欠き部13が形成されている。さらに、パッド部11の一方の面には、プレス加工により凹部15が形成されている。この凹部15は、例えば、リードフレーム1の厚みに対し、およそ1/3〜1/2の深さのくぼみに形成されている。
【0023】
次に、図3は、リードフレーム1にICチップ21と水晶振動子パッケージ25を搭載した状態を説明する説明図であり、図3(a)は模式平面図、図3(b)は同図(a)のC−C断線に沿う模式断面図である。
【0024】
リードフレーム1におけるパッド部11の一方の面に形成された凹部15には、ICチップ21が搭載されている。また、このリードフレーム1の他方の面には、パッド部11から吊りリード12にかけて、水晶振動子パッケージ25が搭載されている。これらICチップ21と水晶振動子パッケージ25のリードフレーム1への搭載は、パッド部11の切り欠き部13にAgペーストなど接着剤を設けることにより、リードフレーム1にICチップ21、水晶振動子パッケージ25をそれぞれ固着している。
【0025】
そして、ICチップ21の各端子からリードフレーム1のインナーリード16および水晶振動子パッケージ25の端子に、金属ワイヤ22により所定の配線がなされている。
上記のICチップ21と水晶振動子パッケージ25を搭載したリードフレーム1のモールド領域28に、トランスファーモールド装置を用いて樹脂がモールドされ、吊りリード12、タイバー18を切断してアウターリード17に曲げ加工が施され、図1で説明した水晶発振器5が得られる。
【0026】
以上、本発明に係る水晶発振器は、リードフレーム1における一方の面のICチップ21が搭載される半導体素子搭載領域にリードフレーム1の厚みが薄くなるように凹部15が形成されていることから、この凹部15におけるリードフレーム1の厚みが薄くなった分、水晶発振器5を薄くすることができる。また、リードフレーム1の厚みは、工程での取り扱いに支障がない厚みのものを選択することができ、さらに、アウターリード17の強度を十分に確保できる水晶発振器5を提供することができる。
【0027】
また、リードフレーム1に設ける凹部15をプレス加工にて形成する場合、パッド部11が潰れて外形が広がりリードフレーム1に歪が生ずるが、パッド部11に切り欠き部13を設けることにより、この切り欠き部13で歪を吸収することができる。さらに、この切り欠き部13に接着剤を設け、リードフレーム1とICチップ21および水晶振動子パッケージ25を接着することで、接着剤層の厚みを考慮せずそれぞれをリードフレーム1に搭載でき、水晶発振器5の薄型化に寄与できる。
(リードフレームのパッド部における切り欠き部形状の変形例)
【0028】
なお、上記実施形態で説明したリードフレームのパッド部における切り欠き部形状は、次に説明する他の形状であっても良い。
図4(a)〜(d)にリードフレームのパッド部における切り欠き形状の変形例を示す。
図4(a)に示すパッド部31は、パッド部31の中央付近から四隅に向かって略V字状の切り欠き部32が形成されている。
図4(b)に示すパッド部33は、吊りリード12をパッド部33中央付近まで延長し、その吊りリード12の両側を切り欠いた切り欠き部34が形成されている。
図4(c)に示すパッド部35は、その内部をスリット状に抜いた切り欠き部36が形成されている。
図4(d)に示すパッド部37は、パッド部37の両側から吊りリード12の延長線まで切り欠いた切り欠き部38が形成されている。
【0029】
以上のリードフレームのパッド部における切り欠き部形状においても、第1の実施形態で説明した切り欠き部と同様な効果を享受することができる。
(第2の実施形態)
【0030】
図5は第2の実施形態における水晶発振器の構造を示す説明図であり、図5(a)は模式正面断面図、図5(b)は模式側面断面図である。
【0031】
水晶発振器6は、リードフレーム2と半導体素子としてのICチップ61および圧電素子パッケージとしての水晶振動子パッケージ65とを備え、これらをエポキシ樹脂などの樹脂69にて樹脂モールドすることにより構成されている。
リードフレーム2にはICチップ61を搭載するパッド部51が設けられ、リードフレーム2における一方の面のパッド部51にICチップ61が搭載されている。また、リードフレーム2における他方の面には、パッド部51を含む位置に水晶振動子パッケージ65が搭載されている。この水晶振動子パッケージ65を搭載する部分(水晶振動子パッケージ搭載領域)のリードフレーム2にはリードフレーム2の厚みが薄くなるように凹部55が設けられている。
水晶振動子パッケージ65はセラミックなどの箱体に水晶振動片64が内蔵され、内部が気密に保たれている。また、ICチップ61には、水晶振動片64を発振させる発振回路を内蔵している。
そして、ICチップ61の端子は、リードフレーム2のインナーリード56および水晶振動子パッケージ65の端子にAu線などの金属ワイヤ62を介して接続されている。
また、リードフレーム2のアウターリード57は曲げ加工され、いわゆるJリード形状に形成されている。
【0032】
次に、本実施形態に用いるリードフレームについて詳しく説明する。
図6はリードフレーム2を示す説明図であり、図6(a)は模式平面図、図6(b)は同図(a)のD−D断線に沿う模式断面図である。
リードフレーム2は42アロイなどのFe合金、あるいはCu−Sn,Cu−Fe,Cu−Zn,Cu−Ni等のCu合金材料で形成されている。
このリードフレーム2のほぼ中央部にはICチップが搭載されるパッド部51が設けられ、吊りリード52により外枠部59に接続されている。
【0033】
また、パッド部51の両側には、パッド部51とは分離されたインナーリード56とアウターリード57が配置されている。各インナーリード56と各アウターリード57はそれぞれタイバー58に接続され、このタイバー58により外枠部59に支持されている。
パッド部51にはインナーリード56が伸びる方向に交互に配置された切り欠き部53が形成されている。さらに、リードフレーム2の一方の面には、水晶振動子パッケージ搭載領域54よりやや広い範囲で、パッド部51を含み吊りリード52の一部にプレス加工により凹部55が形成されている。この凹部55は、例えば、リードフレーム2の厚みに対し、およそ1/3〜1/2の深さのくぼみに形成されている。
【0034】
図7は、リードフレーム2にICチップ61と水晶振動子パッケージ65を搭載した状態を説明する説明図であり、図7(a)は模式平面図、図7(b)は同図(a)のE−E断線に沿う模式断面図である。
【0035】
リードフレーム2の一方の面には、パッド部51から吊りリード52にかけて形成された凹部55に、水晶振動子パッケージ65が搭載されている。また、このリードフレーム2における他方の面のパッド部51には、ICチップ61が搭載されている。これらICチップ61と水晶振動子パッケージ65のリードフレーム2への搭載は、パッド部51の切り欠き部53にAgペーストなど接着剤を設けることにより、リードフレーム2にICチップ61、水晶振動子パッケージ65をそれぞれ固着している。
【0036】
そして、ICチップ61の各端子からリードフレーム2のインナーリード56および水晶振動子パッケージ65の端子に、金属ワイヤ62により所定の配線がなされている。
上記のICチップ61と水晶振動子パッケージ65を搭載したリードフレーム2のモールド領域68に、トランスファーモールド装置を用いて樹脂がモールドされ、吊りリード52、タイバー58を切断してアウターリード57に曲げ加工が施され、図5で説明した水晶発振器6が得られる。
【0037】
以上、本発明に係る水晶発振器は、リードフレーム2における一方の面の水晶振動子パッケージ65が搭載される水晶振動子パッケージ搭載領域54にリードフレーム2の厚みが薄くなるように凹部55が形成されていることから、この凹部55におけるリードフレーム2の厚みが薄くなった分、水晶発振器6を薄くすることができる。また、リードフレーム2の厚みは、工程での取り扱いに支障がない厚みのものを選択することができ、アウターリード57の強度を十分に確保できる水晶発振器6を提供することができる。
【0038】
また、リードフレーム2に設ける凹部55をプレス加工にて形成する場合、パッド部51が潰れて外形が広がりリードフレーム2に歪が生ずるが、パッド部51に切り欠き部53を設けることにより、この切り欠き部53で歪を吸収することができる。さらに、この切り欠き部53に接着剤を設け、リードフレーム2とICチップ61および水晶振動子パッケージ65を接着することで、接着剤層の厚みを考慮せずそれぞれをリードフレーム2に搭載でき、水晶発振器6の薄型化に寄与できる。
【0039】
なお、第2の実施形態においても、リードフレーム2におけるパッド部51の切り欠き形状は、第1の実施形態の変形例(図4)で説明した形状を採用できる。
【0040】
また、上記第1の実施形態および第2の実施形態で説明したリードフレーム1,2(図2,6参照)は、水晶発振器などの圧電デバイスに用いられる構成部品として利用することができる。そして、これらのリードフレームを用いて圧電デバイスを構成すれば、圧電デバイスの薄型化を可能とする。
なお、パッド部またはパッド部を含み吊りリードに拡大した部分に凹部を形成するためにプレス加工を用いたが、エッチング手法を用いてこの凹部を形成しても良い。
【0041】
以上、本発明の実施形態では圧電デバイスとして、水晶発振器を例にとり説明したが、水晶の他に、圧電振動子としてタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料を用いた振動子と半導体素子を備えた発振器としても良い。また、圧電振動子に替えて、SAW共振子を備えたSAW発振器として実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】第1の実施形態における水晶発振器の構造を示す説明図であり、(a)は模式正面断面図、(b)は模式側面断面図。
【図2】第1の実施形態におけるリードフレームを示す説明図であり、(a)は模式平面図、(b)は模式断面図。
【図3】第1の実施形態におけるリードフレームにICチップと水晶振動子パッケージを搭載した状態を説明する説明図であり、(a)は模式平面図、(b)は模式断面図。
【図4】他のリードフレームのパッド部における切り欠き部形状を示す平面図。
【図5】第2の実施形態における水晶発振器の構造を示す説明図であり、(a)は模式正面断面図、(b)は模式側面断面図。
【図6】第2の実施形態におけるリードフレームを示す説明図であり、(a)は模式平面図、(b)は模式断面図。
【図7】第2の実施形態におけるリードフレームにICチップと水晶振動子パッケージを搭載した状態を説明する説明図であり、(a)は模式平面図、(b)は模式断面図。
【符号の説明】
【0043】
1,2…リードフレーム、5,6…圧電デバイスとしての水晶発振器、11…パッド部、12…吊りリード、13…切り欠き部、14…半導体素子搭載領域としてのICチップ搭載領域、15…凹部、16…インナーリード、17…アウターリード、18…タイバー、19…外枠部、21…半導体素子としてのICチップ、22…金属ワイヤ、24…水晶振動片、25…圧電素子パッケージとしての水晶振動子パッケージ、29…樹脂、51…パッド部、52…吊りリード、53…切り欠き部、54…圧電素子パッケージ搭載領域としての水晶振動子パッケージ搭載領域、55…凹部、56…インナーリード、57…アウターリード、58…タイバー、59…外枠部、61…半導体素子としてのICチップ、62…金属ワイヤ、64…水晶振動片、65…圧電素子パッケージとしての水晶振動子パッケージ、69…樹脂。
【出願人】 【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【出願日】 平成17年7月13日(2005.7.13)
【代理人】 【識別番号】100095728
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉

【識別番号】100107076
【弁理士】
【氏名又は名称】藤綱 英吉

【識別番号】100107261
【弁理士】
【氏名又は名称】須澤 修


【公開番号】 特開2007−27924(P2007−27924A)
【公開日】 平成19年2月1日(2007.2.1)
【出願番号】 特願2005−203921(P2005−203921)