JP3176067U - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】大電流を流す外部リードを狭ピッチで配置する半導体装置を提供する。
【解決手段】本考案の半導体装置は、複数の外部リードを千鳥状にフォーミングする半導体装置において、外部リードは太部と屈曲部と変更部と挿入部を備え、太部をフォーミングした後で、屈曲部から変更部までの長さが均一であることを特徴とする。また、樹脂封止体側面から３本以上導出された外部リードにおいて、両端の外部リードの変更部は、内側の外部リードよりも、屈曲部から変更部までの長さが長いことを特徴とする。
【選択図】図１A semiconductor device in which external leads for passing a large current are arranged at a narrow pitch is provided.
A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a plurality of external leads are formed in a staggered manner. The external leads include a thick portion, a bent portion, a change portion, and an insertion portion, and after forming the thick portion, The length from the bent portion to the changed portion is uniform. Further, in the external leads led out from the side surface of the resin-encapsulated body, the change portions of the external leads at both ends are longer from the bent portion to the change portion than the internal external leads. .
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、半導体装置に関し、特に千鳥状の外部リード構造に関する。
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a staggered external lead structure.
近年、半導体素子を樹脂等で封止した半導体装置は、高集積化、多機能化への強い要求に応えるため、実装基板との電気的接続を担う外部リードの本数が増加する、いわゆる多ピン化の傾向にある。
In recent years, a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with a resin or the like is a so-called multi-pin, in which the number of external leads that are in electrical connection with a mounting substrate is increased in order to meet a strong demand for high integration and multiple functions. There is a tendency of becoming.
一方、電子機器に対する小型化、高性能化の要求も強く、これに呼応して実装基板においても、狭ピッチ化などの挿入実装技術の向上が進められている。例えば、半導体装置との電気的接続を行うための実装基板の穴については、複数列を互い違いの千鳥状に配置している。
On the other hand, there is a strong demand for miniaturization and high performance of electronic devices, and in response to this, improvement of insertion mounting technology such as narrowing of the pitch is being promoted in the mounting substrate. For example, with respect to the holes of the mounting substrate for electrical connection with the semiconductor device, a plurality of rows are arranged in a staggered pattern.
半導体装置においても、狭ピッチ化のために、リードを千鳥状にフォーミングすることが従来技術として知られている。例えば、リード曲げ装置に関わる特許文献１によれば、曲ローラーを有するリード曲げ装置を用いて、リードを千鳥状に曲げることができる（図４参照）。
Also in a semiconductor device, forming the leads in a staggered manner for narrowing the pitch is known as a prior art. For example, according to Patent Document 1 related to a lead bending apparatus, a lead can be bent in a staggered manner using a lead bending apparatus having a bending roller (see FIG. 4).
また、特許文献２によれば、ＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）型の２つの外部リードの配置と同様な並びの、３列以上の外部リードの配置を有する半導体装置において、内側の外部リードの長さを外側の外部リードよりも長くすることで、実装基板に挿入する際、先ず内側の外部リードを修正しながら正しい位置に挿入し、そのあと外側の外部リードを修正しながら正しい位置に挿入できる（図５参照）。
According to Patent Document 2, in a semiconductor device having an arrangement of three or more external leads arranged in the same manner as the arrangement of two DIP (Dual Inline Package) type external leads, the length of the inner external leads By making the outer lead longer than the outer external lead, it can be inserted into the correct position while correcting the inner external lead, and then inserted into the correct position while correcting the outer external lead ( (See FIG. 5).
更に、リード強度向上に関わる特許文献３によれば、千鳥状に折り曲げ成形され、樹脂封止体側面からの距離が長い外部リードと短い外部リードを有する半導体装置において、長い外部リードの幅を短い外部リードよりも幅広化することでリード強度が増加し、リード変形を低減することができる。また、長い外部リードの幅を部分的に変えることで、長い外部リードと短い外部リードのはんだ付け状態を均一にすることができる（図６参照）。
Further, according to Patent Document 3 related to improvement in lead strength, in a semiconductor device that is bent and formed in a staggered manner and has a long external lead and a short external lead from the side surface of the resin sealing body, the width of the long external lead is short. By making it wider than the external lead, the lead strength increases and lead deformation can be reduced. Further, by partially changing the width of the long external lead, the soldering state of the long external lead and the short external lead can be made uniform (see FIG. 6).
大きな電圧や電流を扱う電力用半導体素子を用いた半導体装置では、一般に大電流が流れる外部リードを太くする必要がある。その一方で、実装基板の高密度実装化（狭ピッチ化）を実現するためには、基板穴の大きさは出来るだけ小さくし、均等に配置することが望ましい。
In semiconductor devices using power semiconductor elements that handle large voltages and currents, it is generally necessary to thicken the external leads through which large currents flow. On the other hand, in order to realize high-density mounting (narrow pitch) of the mounting substrate, it is desirable to make the substrate holes as small as possible and arrange them evenly.
前記特許文献１および前記特許文献２に示した従来技術では、千鳥状にフォーミングする外部リードの太さが一様である。しかし、大電流を流すために外部リードを太くすると、基板穴も大きくする必要があり、狭ピッチ化の妨げとなってしまうという問題がある。
In the prior arts disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the thickness of the external leads forming in a staggered pattern is uniform. However, if the external leads are made thick in order to pass a large current, it is necessary to enlarge the substrate hole, which hinders a narrow pitch.
また前記特許文献３に示した従来技術では、千鳥状にフォーミングする際に、長い外部リードは強度向上のために太いが、短い外部リードは太くない。しかし電力用半導体素子を用いた半導体装置では、大電流を流すために、外部リードの長さに関わらず太くする必要があり、この従来技術では短い外部リードに大電流を流すことができないという問題がある。
In the prior art disclosed in Patent Document 3, when forming in a staggered pattern, a long external lead is thick for improving strength, but a short external lead is not thick. However, in a semiconductor device using a power semiconductor element, in order to flow a large current, it is necessary to increase the thickness regardless of the length of the external lead. With this conventional technology, it is not possible to flow a large current to a short external lead. There is.
このように従来技術では、大電流を流す外部リードを、狭ピッチで配置できないという課題がある。
As described above, the conventional technique has a problem that the external leads through which a large current flows cannot be arranged at a narrow pitch.
従って、本考案は、上述した課題を解決するためになされたものであり、大電流を流す外部リードを、狭ピッチで配置することを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to arrange external leads that allow a large current to flow at a narrow pitch.
上述の課題を解決するために、本考案は、以下に掲げる構成とした。本考案の半導体装置は、複数の外部リードを千鳥状にフォーミングする半導体装置において、外部リードは太部と屈曲部と変更部と挿入部を備え、太部をフォーミングした後で、屈曲部から変更部までの長さが均一であることを特徴とする。また、樹脂封止体側面から３本以上導出された外部リードにおいて、両端の外部リードの変更部は内側の外部リードよりも、屈曲部から変更部までの長さが長いことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration. The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device that forms a plurality of external leads in a staggered manner. The external leads are provided with a thick portion, a bent portion, a change portion, and an insertion portion. After forming the thick portion, the change is made from the bent portion. The length to the part is uniform. Further, in the external leads led out from the side surface of the resin-encapsulated body, the change portions of the external leads at both ends are longer from the bent portion to the change portion than the internal external leads.
本考案は、大電流を流す外部リードを、狭ピッチで配置する半導体装置を提供することができる。
The present invention can provide a semiconductor device in which external leads through which a large current flows are arranged at a narrow pitch.
以下、本考案の実施の形態となる半導体装置について説明する。なお以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the dimensional relationship ratios and the like are different from the actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
以下、図面を参照して本考案の実施例１に係る半導体装置１を説明する。図１は、本考案の実施例１に係る半導体装置の斜視図である。
A semiconductor device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示すように、半導体装置１は、樹脂封止体２、外部リード４、から成っている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor device 1 includes a resin sealing body 2 and external leads 4.
樹脂封止体２は、樹脂成形金型とプレス装置を使用して、トランスファーモールドとして、樹脂成形されたものである。例えば、樹脂封止体２には熱硬化性エポキシ樹脂が使用される。
The resin sealing body 2 is resin-molded as a transfer mold using a resin molding die and a press device. For example, a thermosetting epoxy resin is used for the resin sealing body 2.
樹脂封止体側面３は、樹脂封止体２の外側面である。半導体装置１は対向する樹脂封止体側面３から、外部リード４が導出されるＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）型である。
The resin sealing body side surface 3 is an outer surface of the resin sealing body 2. The semiconductor device 1 is a DIP (Dual Inline Package) type in which the external leads 4 are led out from the side surfaces 3 of the resin sealing body facing each other.
外部リード４は、太部５と屈曲部６と変更部７と挿入部８とで構成される。例えば、０．５ｍｍ厚の平形状板材をプレス打ち抜き加工や化学的なエッチング加工が適用され、材質は銅または銅合金が多く使用され、表面は銀めっき等を施すことができる。
The external lead 4 includes a thick part 5, a bent part 6, a change part 7, and an insertion part 8. For example, a flat plate having a thickness of 0.5 mm is subjected to press punching or chemical etching, and the material is often copper or copper alloy, and the surface can be subjected to silver plating or the like.
太部５は、大電流を流すために、樹脂封止体側面３から変更部７までは太い形状をしている。例えば、太部５の幅寸法は２．０ｍｍである。
The thick part 5 has a thick shape from the resin sealing body side surface 3 to the change part 7 in order to flow a large current. For example, the width dimension of the thick part 5 is 2.0 mm.
屈曲部６は、樹脂封止体側面３から垂直方向に導出された外部リード４の挿入部８を、高密度実装化のために千鳥状に配置された基板穴へ挿入できるように、外部リード４の太部５を約９０度にフォーミングする部分である。
The bent portion 6 is formed so that the insertion portion 8 of the external lead 4 led out from the resin sealing body side surface 3 in the vertical direction can be inserted into the substrate holes arranged in a staggered pattern for high-density mounting. This is a portion where the thick portion 5 of 4 is formed at about 90 degrees.
変更部７は、樹脂封止体側面３より導出された、大電流を流すための太部５の太さが、挿入部８と同じ太さまで細く変化する部分である。形状は太部５から挿入部８に向けて先細となるテーパー形状である。なお、太部をフォーミングした後では、屈曲部６から変更部７までの長さは均一である。
The changing portion 7 is a portion derived from the resin sealing body side surface 3 where the thickness of the thick portion 5 for flowing a large current is thinly changed to the same thickness as the insertion portion 8. The shape is a tapered shape that tapers from the thick portion 5 toward the insertion portion 8. In addition, after forming a thick part, the length from the bending part 6 to the change part 7 is uniform.
挿入部８は、樹脂封止体側面３より導出した外部リード４の端部である。実装基板９の穴に挿入できる太さであり、挿入後のはんだ付けによって実装基板との電気的接続等に使用することができる。例えば、挿入部８の幅寸法は０．７ｍｍである。
The insertion portion 8 is an end portion of the external lead 4 led out from the resin sealing body side surface 3. The thickness is such that it can be inserted into the hole of the mounting substrate 9 and can be used for electrical connection with the mounting substrate by soldering after insertion. For example, the width dimension of the insertion portion 8 is 0.7 mm.
次に、図２、図３を参照して、外部リード５と実装基板９との接続状況を示す。図２は、本考案の実施例１に係る半導体装置１の外部リード４ａの拡大図である。図３は、本考案の実施例１に係る半導体装置１の外部リード４ｂの拡大図である。
Next, referring to FIG. 2 and FIG. 3, a connection state between the external lead 5 and the mounting substrate 9 will be described. FIG. 2 is an enlarged view of the external lead 4a of the semiconductor device 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an enlarged view of the external lead 4b of the semiconductor device 1 according to the first embodiment of the present invention.
図２では、樹脂封止体側面から、導出された３本以上の外部リード４において、屈曲部から変更部７までの長さが長い、すなわち、変更部７を実装基板９に接触する位置に設けた両端の外部リード４ａのうち、1本のみを示して説明する。
In FIG. 2, in the three or more external leads 4 derived from the side surface of the resin sealing body, the length from the bent portion to the changed portion 7 is long, that is, the changed portion 7 is in a position where it contacts the mounting substrate 9. Only one of the external leads 4a provided at both ends will be described.
基板穴１４に外部リード４ａの挿入部８が挿入されると、変更部７と実装基板９が接触し、この位置以上に挿入が進行しないよう、ストッパーとして機能する。挿入が停止した位置で、はんだ１０を用いたはんだ付けにより、実装基板９との電気的接続がなされる。
When the insertion portion 8 of the external lead 4a is inserted into the
図３では、導出された３本以上の外部リード４において、内側の外部リード４ｂについて説明する。ここでも1本のみを示して説明する。
In FIG. 3, the inner external lead 4 b in the derived three or more external leads 4 will be described. Here, only one is shown and described.
外部リード４ｂは、外部リード４ａよりも、屈曲部から変更部７までの長さが、短く、例えば、基板穴１４への挿入時に０．３ｍｍの距離をあけ、実装基板９に達しない変更部高さ１３とする。はんだ付けの際に、はんだ１０の這い上がり現象によって、変更部７まではんだ１０が這い上がり、外部リード４ａと遜色のない電気的接続が得られる。
The external lead 4b has a shorter length from the bent portion to the changed portion 7 than the external lead 4a. For example, the changed portion does not reach the mounting substrate 9 with a distance of 0.3 mm when inserted into the
次に、上述の実施例１に係る半導体装置の効果を説明する。
Next, effects of the semiconductor device according to the first embodiment will be described.
本考案の実施例１に係る半導体装置は、複数の千鳥状にフォーミングされた外部リードにおいて、屈曲部から変更部までの長さを均一とした、変更部までの間を太くすることができ、大電流を流すことができる。
In the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, in the plurality of staggered external leads, the length from the bent portion to the changed portion is uniform, and the space between the changed portion can be thickened. A large current can flow.
また、屈曲部から変更部までの長さが異なる外部リードを組み合わせることによって、最初に実装基板に接触する変更部がストッパーとなり、基板穴へ挿入する際の位置合せが容易となる。
In addition, by combining external leads having different lengths from the bent portion to the changed portion, the changed portion that first contacts the mounting substrate serves as a stopper, which facilitates alignment when inserted into the substrate hole.
また、変更部形状をテーパー形状とすることにより、はんだ接合部の表面積が大きくなり、はんだ付け強度が上がり、信頼性を向上させることができる。
Moreover, by making the changed portion shape into a tapered shape, the surface area of the solder joint portion is increased, the soldering strength is increased, and the reliability can be improved.
また、外部リードを大電流を流すために太くしても、変更部を介することで、千鳥状とした基板穴の大きさやピッチは一様のままでよく、実装基板の高密度実装化に貢献できる。
In addition, even if the external leads are thickened to pass a large current, the size and pitch of the staggered board holes can be kept uniform through the change section, contributing to high-density mounting of the mounting board. it can.
上述のように、本考案の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの考案を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
Although the embodiments of the present invention have been described as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques should be apparent to those skilled in the art.
実施例２としては、半導体装置１は、図７に示すような、同一の半導体装置内に電力用半導体素子と、この電力用半導体素子を制御する制御用半導体素子を、同一の樹脂封止体内に搭載したＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）としてもよい。
As Example 2, the semiconductor device 1 includes a power semiconductor element and a control semiconductor element for controlling the power semiconductor element in the same resin-encapsulated body in the same semiconductor device as shown in FIG. It is good also as IPM (Intelligent Power Module) mounted in.
ＩＰＭでは、大電流を流す電力用外部リード１１は制御用外部リード１２よりも太くなる。しかし、電力用外部リード１１に変更部７を設けることにより、電力用外部リード１１を挿入する基板穴の大きさは、制御用外部リード１２を挿入する基板穴の大きさと同一とすることができ、狭ピッチ化による実装基板の高密度実装化に貢献できる。
In the IPM, the power external lead 11 through which a large current flows is thicker than the control external lead 12. However, by providing the power external lead 11 with the changing portion 7, the size of the board hole into which the power external lead 11 is inserted can be made the same as the size of the board hole into which the control external lead 12 is inserted. This contributes to high-density mounting of mounting substrates by narrowing the pitch.
また３本以上の電力用外部リード１１において、両端にある外部リードの屈曲部から変更部までの長さを、内側の外部リードの屈曲部から変更部までの長さよりも長くすることで、両端にある外部リードの変更部が実装基板に最初に接触し、その位置以上に挿入が進行しないようにストッパーとして働くため、位置決めが容易に行われる。
Further, in the three or more power external leads 11, the length from the bent portion of the external lead at the both ends to the changed portion is made longer than the length from the bent portion of the inner external lead to the changed portion. Since the change part of the external lead in contact with the mounting substrate first contacts the mounting substrate and functions as a stopper so that the insertion does not proceed beyond that position, positioning is easily performed.
実施例３としては、半導体装置１は、図８に示すような、一つの樹脂封止体側面のみから、外部リードが導出されるＺＩＰ（Ｚｉｇｚａｇ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）型であってもよい。ＩＰＭの場合と同様に、本考案によれば、大電流を流す外部リードがあっても、狭ピッチ化が可能であり、位置決めの効果も得られる。
As Example 3, the semiconductor device 1 may be a ZIP (Zigzag Inline Package) type in which external leads are led out only from one resin sealing body side surface as shown in FIG. As in the case of the IPM, according to the present invention, even if there is an external lead through which a large current flows, the pitch can be reduced and the positioning effect can be obtained.
変形例として、例えば図９に示すように階段状の変更部７ａであってもよい。基板穴１４に外部リード４ａの挿入部８が挿入されると、変更部７ａと実装基板９が接触し、この位置以上に挿入が進行しないよう、ストッパーとして機能する。挿入が停止した位置で、はんだ１０を用いたはんだ付けにより、実装基板９との電気的接続がなされる。また、階段状に細くなっていることにより、はんだ１０の接合表面積が大きなり、はんだ付け強度が上がり、信頼性を向上させることができる。
As a modification, for example, as shown in FIG. When the insertion portion 8 of the external lead 4a is inserted into the
また、図１０で示すように凹んだ形状の変更部７ｂであってもよい。基板穴１４に外部リード４ａの挿入部８が挿入されると、変更部７ｂと実装基板９が接触し、この位置以上に挿入が進行しないよう、ストッパーとして機能する。挿入が停止した位置で、はんだ１０を用いたはんだ付けにより、実装基板９との電気的接続がなされる。また、凹んだ部分に、はんだ１０が充満することによって、はんだ１０の接合表面積が大きくなり、はんだ付け強度が上がり、信頼性を向上させることができる。
Moreover, as shown in FIG. 10, the change part 7b of the concave shape may be sufficient. When the insertion portion 8 of the external lead 4a is inserted into the
また、外部リード４の材質は、銅または銅合金としたが、アルミまたはアルミ合金であってもよい。これにより、軽量化、低価格化が可能である。
The material of the external lead 4 is copper or a copper alloy, but may be aluminum or an aluminum alloy. Thereby, weight reduction and price reduction are possible.
１、半導体装置
２、樹脂封止体
３、樹脂封止体側面
４、外部リード
４ａ、外部リード（屈曲部から変更部までの長さが長い）
４ｂ、外部リード（屈曲部から変更部までの長さが短い）
５、太部
６、屈曲部
７、変更部
７ａ、変更部（変形例１）
７ｂ、変更部（変形例２）
８、挿入部
９、実装基板
１０、はんだ
１１、電力用外部リード
１２、制御用外部リード
１３、変更部高さ
１４、基板穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, Semiconductor device 2, Resin sealing body 3, Resin sealing body side surface 4, External lead 4a, External lead (The length from a bending part to a change part is long)
4b, external lead (the length from the bent part to the changed part is short)
5, thick part 6, bent part 7, change part 7a, change part (Modification 1)
7b, change part (modification 2)
8, insertion part 9, mounting board 10, solder 11, power external lead 12, control external lead 13, change
Claims (5)
In the semiconductor device for forming a plurality of external leads in a staggered manner, the external lead includes a thick portion, a bent portion, a changing portion, and an inserting portion, and the forming from the bent portion to the changing portion after forming the thick portion. A semiconductor device having a uniform length.
In the external leads led out from the side surface of the resin sealing body, the length of the change part of the external lead at both ends is longer from the bent part to the change part than the internal external lead. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein in the external lead, the shape of the changing portion is a tapered shape.
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein in the external lead, the change portion has a stepped shape.
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