JP2000003988A - リードフレームおよび半導体装置 - Google Patents

リードフレームおよび半導体装置

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lead frame
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lead
leads
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置を基板に実装するためのリフロー
時における耐クラック性を向上させることができるリー
ドフレームおよび半導体装置を実現する。 【解決手段】 複数のリード２とリード２の先端によっ
て囲まれた位置に設けられたダイパット３とを有し、銅
材６を用いて形成されたリードフレーム１において、リ
ード３およびダイパット３のうち、少なくともダイパッ
ト３の表裏面がニッケルめっきされた面７からなってい
る。またこのリードフレーム１と、ダイパット３の表面
に搭載された半導体素子と、リードの先端側，ダイパッ
ト３および半導体素子を一体に樹脂封止する封止部によ
って半導体装置が構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリードフレームおよ
び半導体装置に関し、特に樹脂封止型の半導体装置に用
いられるリードフレームおよび樹脂封止型の半導体装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、樹脂封止型の半導体装置（半導体
パッケージ）は、図４に示すように複数のリード５１お
よびこのリード５１の先端によって囲まれた位置に設け
られたダイパット５２を有したリードフレーム５０と、
ダイパット５２の表面にボンディング剤５３を介して搭
載された半導体素子５４と、この半導体素子５４とリー
ド５１の先端側とダイパット５２とを一体に樹脂封止す
る封止部５５とから構成されている。
【０００３】この半導体装置に備えられるリードフレー
ム５０は、現在のところその多くが鉄−４２％ニッケル
材（以下、４２アロイ材と記す）、もしくは銅を主成分
とする材料（以下、銅材と記す）にて形成されている
が、熱伝導性が高く、低コストであり、折り曲げ加工性
が良好である等の点から銅材による開発が進められてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銅材か
らなるリードフレームでは、作製後にダイパットの表面
および裏面に酸化銅（ＣｕＯ，Ｃｕ2 Ｏ）からなる酸化
膜が発生することによって、例えばエポキシ樹脂系の銀
ペーストからなるボンディング剤とダイパットの表面と
の接着性（密着性）、および封止樹脂材とダイパットの
裏面との接着性が悪化する。このため、銅材のリードフ
レームを用いて製造された半導体装置では、封止部が吸
湿している状態において、４２アロイ材のリードフレー
ムを用いて製造された半導体装置に比較し、リフローに
よって基板に実装する際に図４に示すごとく封止部５５
に割れ（クラック）５６が発生し易く、耐クラック性が
劣るという問題が生じている。
【０００５】すなわち、封止樹脂は吸湿し易いものであ
り、実装時においては半導体装置の封止部が吸湿してい
る状態になっているため、リフロー時の高温によって封
止部内部に水蒸気が発生する。その結果、接着性の悪い
ボンディング剤とダイパットの表面との界面や、封止樹
脂材とダイパットの裏面との界面では、水蒸気の発生に
よって容易に剥離が起きてしまい、さらに剥離した部分
の水蒸気の膨張により生じた応力によって封止部にクラ
ックが発生するのである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、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、複数のリー
ドとダイパットとを有し、銅材料を用いて形成されたも
のにおいて、リードおよびダイパットのうち、少なくと
もダイパットの表裏面がニッケルメッキされた面からな
る構成としている。
【０００７】また本発明の半導体装置は、上記発明のリ
ードフレームと、ダイパットの表面にボンディング剤を
介して搭載された半導体素子と、半導体素子とリードの
先端側とを一体に樹脂封止する封止部と、を備えた構成
としている。
【０００８】ニッケルめっきは、酸化銅に比較して銀ペ
ースト等のボンディング剤や樹脂封止材との接着性が良
く、特にニッケルめっきが酸化してなる酸化ニッケル
は、封止樹脂材との接着性が良いものである。またニッ
ケルめっきは、実装時に用いるはんだとの接着性が非常
に良好である。
【０００９】本発明のリードフレームでは、少なくとも
ダイパットの表裏面がこのようなニッケルめっき面から
なっているため、ダイパットの表裏面に酸化銅が形成さ
れていた従来に比べて、ダイパットの表面にボンディン
グ剤を介して半導体素子を搭載するに際し、ダイパット
の表面とボンディング剤との間に高い接着力が得られる
とともに、ダイパットの表面に搭載された半導体素子と
リードの先端側とを樹脂封止するに際し、ダイパットの
裏面と封止樹脂との間に高い接着力が得られる。また樹
脂封止するに際し、ダイパットの裏面のニッケルめっき
が空気にさらされることによって酸化されていると、ダ
イパットの裏面と封止樹脂とがさらに強固に接着するこ
とになる。さらに、ダイパットとともにリードもニッケ
ルメッキされた面からなっていれば、このリードフレー
ムを用いて構成された半導体装置を基板にはんだにより
実装するに際し、リードとはんだとの間に高い接着力が
得られる。
【００１０】本発明の半導体装置では、上記発明のリー
ドフレームを用いているため、ダイパットの表面および
ボンディング剤と、ダイパットの裏面および封止樹脂と
が、従来の銅材のみからなるリードフレームを用いて構
成された半導体装置に比較して、強く接着したものとな
る。また、ダイパットとともにリードもニッケルメッキ
された面からなっていれば、半導体装置を基板にはんだ
を用いて実装するに際し、リードが接着性良くはんだ付
けされる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係るリードフレー
ムおよび半導体装置の実施形態を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明に係るリードフレームの一実施形態を
説明する図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は
（ａ）の一部を拡大した断面図である。図１に示すよう
にこのリードフレーム１は、複数のリード２と、リード
２の先端によって囲まれた位置に設けられたダイパット
３とを有して構成されている。
【００１２】各リード２は、その先端側であるインナー
リード２ａと、インナーリード２ａの後端から外方に延
びたアウターリード２ｂとからなり、各インナーリード
２ａがタイバー４によって連結されている。またダイパ
ット３は、平面視略矩形をなすもので、その四隅からそ
れぞれ延出した吊りリード５によってフレーム本体（図
示略）に支持されている。
【００１３】このようなリードフレーム１は、銅材６に
よって形成されている。また本実施形態においては、リ
ードフレーム１全面、すなわちリード２，ダイパット
３，タイバー４および吊りリード５の表裏面が、銅材６
にニッケルめっきが施されたニッケルめっき面７となっ
ている。
【００１４】次に、上記のリードフレーム１を含めた一
連の半導体装置（半導体パッケージ）の製造方法を図２
を用いて説明する。まず、ベースとなる長尺状の銅材６
からなるフレームにエッチング法やプレス打ち抜き法等
によって形状加工を施し、上記のリード２，ダイパット
３，タイバー４，吊りリード５等を形成する。その後、
加工された銅材６の表裏面にニッケルめっき処理を施し
て全面がニッケルめっき面７からなるリードフレーム１
を得る。
【００１５】次いで、ダイパット２の表面にエポキシ樹
脂系の銀ペースト等のボンディング剤１１を塗布し、そ
の上から半導体素子１２を載せ、ボンディング剤１１を
加熱硬化することによって半導体素子１２を固定する。
ニッケルめっきは、従来の酸化銅に比較して銀ペースト
等のボンディング剤１１との接着性が良いものであるた
め、このダイボンディングでは、ニッケルめっき面７で
あるダイパット３の表面とボンディング剤１１との間に
従来よりも強い接着力が得られる。続いて、ダイパット
２の表面に搭載された半導体素子１２の電極とインナー
リード２ａの先端部とを金やアルミニウム等のワイヤー
（図示略）で電気的に接続する。
【００１６】その後、トランスファーモールド等の封止
技術を用いて、リード２の先端側のインナーリード２ａ
とダイパット３と半導体素子１２とを一体に樹脂封止し
て封止部１３を形成する。封止樹脂材としては、例え
ば、一般に使用されているビフェニール樹脂やエポキシ
系樹脂等が用いられる。この際、ダイパット２の裏面も
ニッケルめっき面７となっているため、ダイパット２の
裏面と封止樹脂材とが、従来に比較して強く接着する。
また、ダイパット２の裏面のニッケルめっき面７は、樹
脂封止までの間、空気にさらされて酸化されることによ
って、ダイパット２の裏面と封止樹脂材との間にさらに
強固な接着力が得られる。以上の工程によって、リード
フレーム１と半導体素子１２と封止部１３とを備えた図
２に示す本発明の一実施形態の半導体装置１０が製造さ
れる。
【００１７】上記のようにして製造された半導体装置１
０では、ダイパット３の表裏面に対してボンディング剤
１１および封止部１３の樹脂封止剤が強固に接着してい
るため、それぞれの界面にて剥離強度が向上している。
したがって、基板に実装する際のはんだリフローにおい
て、ダイパット３の表裏面における界面剥離や、これに
伴う封止部１３のクラックの発生を効果的に防止するこ
とができ、４２アロイ材からなるリードフレームを用い
た半導体装置並の耐クラック性を確保することができ
る。またリード２の表裏面もニッケルめっき面７となっ
ているため、リード２のアウターリード２ｂを接着性良
く基板にはんだ付けすることができる。しかも、リード
２が折り曲げ加工性の良い銅材からなるため、所望の形
状に良好に加工されたものとなる。
【００１８】なお、上記実施形態では、リードフレーム
１の全面がニッケルめっき面６である例を述べたが、本
発明はこの例に限定されない。例えば図３の要部平面図
に示すように、ダイパット３の表裏面のみがニッケルめ
っき面６であるリードフレーム８としてもよい。またこ
のようなリードフレーム８を備えた半導体装置とするこ
とも可能である。
【００１９】上記のリードフレーム８においても、従来
の酸化銅に比較して、ダイパット３の表裏面にボンディ
ング剤１１および封止部１３の樹脂封止剤を強固に接着
させることができ、それぞれの界面における剥離強度の
向上を図ることができる。そして、リードフレーム８を
用いることによって、基板に実装するためのはんだリフ
ロー時における耐クラック性が向上した半導体装置を実
現できる
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るリード
フレームによれば、少なくともダイパットの表裏面がニ
ッケルめっき面からなっているため、ダイパットの表裏
面に酸化銅が形成されていた従来に比べて、ダイパット
の表面にボンディング剤を介して半導体素子を搭載する
に際し、ダイパットの表面とボンディング剤との間に高
い接着力を得ることができ、また樹脂封止するに際し、
ダイパットの裏面と封止樹脂との間に高い接着力を得る
ことができる。したがって、本発明のリードフレームを
用いて半導体装置を構成すれば、基板に実装するための
リフロー時にて、ダイパットの表面とボンディング剤と
の接着性およびダイパットの裏面と封止樹脂材との接着
性に起因するクラックの発生を防止できる。
【００２１】また本発明の半導体装置によれば、上記発
明のリードフレームを用いることにより、ダイパットの
表面およびボンディング剤と、ダイパットの裏面および
封止樹脂とを、従来の銅材のみからなるリードフレーム
を用いて構成された半導体装置に比較して強く接着した
構成としたので、基板に実装するためのリフロー時にお
ける耐クラック性が向上した半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリードフレームの一実施形態を説
明する図であり、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）
の一部を拡大した断面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の一実施形態を示す断
面図である。
【図３】本発明に係るリードフレームの他の実施形態を
示す要部平面図である。
【図４】従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，８…リードフレーム、２…リード、３…ダイパッ
ト、６…銅材、７…ニッケルめっき面、１０…半導体装
置、１１…ボンディング剤、１２…半導体素子、１３…
封止部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のリードと該リードの先端によって
    囲まれた位置に設けられたダイパットとを有し、銅材料
    を用いて形成されたリードフレームにおいて、 前記リードおよび前記ダイパットのうち、少なくとも該
    ダイパットの表裏面がニッケルめっきされた面からなる
    ことを特徴とするリードフレーム。
  2. 【請求項２】 複数のリードと該リードの先端によって
    囲まれた位置に設けられたダイパットとを有し、銅材料
    を用いて形成されているとともに前記リードおよびダイ
    パットのうち、少なくとも該ダイパットの表裏面がニッ
    ケルめっきされた面からなるリードフレームと、 前記ダイパットの表面にボンディング剤を介して搭載さ
    れた半導体素子と、 前記ダイパットと前記半導体素子と前記リードの先端側
    とを一体に樹脂封止する封止部と、を備えてなることを
    特徴とする半導体装置。
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