JP2001127229A - リードフレーム及びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
リードフレーム及びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信頼性が高く高速動作が必要な樹脂封止型半
導体装置に対応できるリードフレーム及びそのリードフ
レームを用いた樹脂封止型半導体装置を提供する。 【解決手段】 ４２合金のリードフレーム１に銅メッキ
を３μm以下の厚さで全面に行い、さらに、リード１２
の先端にはボンディング用の銀メッキを施した。銅メッ
キ表面は細かい針状結晶となっており、針状結晶の十点
平均粗さが１５００〜２５００ｎｍに入っている。
導体装置に対応できるリードフレーム及びそのリードフ
レームを用いた樹脂封止型半導体装置を提供する。 【解決手段】 ４２合金のリードフレーム１に銅メッキ
を３μm以下の厚さで全面に行い、さらに、リード１２
の先端にはボンディング用の銀メッキを施した。銅メッ
キ表面は細かい針状結晶となっており、針状結晶の十点
平均粗さが１５００〜２５００ｎｍに入っている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレーム及
びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置に
関する。
びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、樹脂封止型半導体装置のリードフ
レームは銅合金系またはニッケルを４２％含有する鉄−
ニッケル合金（以下、４２合金と記す）系のリードフレ
ームが多用されている。
レームは銅合金系またはニッケルを４２％含有する鉄−
ニッケル合金（以下、４２合金と記す）系のリードフレ
ームが多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のリードフレ
ームにおいては、例えば、４２合金を用いた場合、銅合
金に比べ信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を提供する
ことが可能であるが、高速動作が必要とされる半導体装
置に用いることは電気特性および熱特性の問題があり、
そのままの状態でリードフレームの材料として採用する
ことは困難であった。
ームにおいては、例えば、４２合金を用いた場合、銅合
金に比べ信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を提供する
ことが可能であるが、高速動作が必要とされる半導体装
置に用いることは電気特性および熱特性の問題があり、
そのままの状態でリードフレームの材料として採用する
ことは困難であった。
【０００４】また、銅合金のリードフレームを用いた場
合、電気特性および熱抵抗は非常に優れた樹脂封止型半
導体装置を提供することが可能であるが、信頼性に関し
ては、４２合金のリードフレームを用いた場合より向上
させることは困難であった。
合、電気特性および熱抵抗は非常に優れた樹脂封止型半
導体装置を提供することが可能であるが、信頼性に関し
ては、４２合金のリードフレームを用いた場合より向上
させることは困難であった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点や事情に鑑み
てなされたものであって、信頼性が高く高速動作が必要
な樹脂封止型半導体装置に対応できるリードフレーム及
びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置を
提供することを目的とする。
てなされたものであって、信頼性が高く高速動作が必要
な樹脂封止型半導体装置に対応できるリードフレーム及
びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明に係るリ
ードフレームは、以下の特徴を有することにより前記目
的を達成できる。 １．半導体装置に用いられる４２合金からなるリードフ
レームであって、リードフレーム全面が電気伝導率の高
い金属によってメッキされ、そのメッキ厚が３μm以下
であること（請求項１）。 ２．前記電気伝導率が高い金属として金を用いたこと
（請求項２）。 ３．前記電気伝導率が高い金属として銅を用いたこと
（請求項３）。 ４．リードの先端に、ボンディング用の銀メッキを施し
てたこと（請求項４）。 ５．前記リードフレーム全面に施されたメッキの表面状
態が、針状結晶化していること（請求項５）。 ６．前記リードフレーム全面に施されたメッキの十点平
均粗さが１５００ｎｍ以上であること（請求項６）。ま
た、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、「上記１〜
６のいずれかのリードフレームを用いたこと」（請求項
７）、により前記目的を達成できる。
ードフレームは、以下の特徴を有することにより前記目
的を達成できる。 １．半導体装置に用いられる４２合金からなるリードフ
レームであって、リードフレーム全面が電気伝導率の高
い金属によってメッキされ、そのメッキ厚が３μm以下
であること（請求項１）。 ２．前記電気伝導率が高い金属として金を用いたこと
（請求項２）。 ３．前記電気伝導率が高い金属として銅を用いたこと
（請求項３）。 ４．リードの先端に、ボンディング用の銀メッキを施し
てたこと（請求項４）。 ５．前記リードフレーム全面に施されたメッキの表面状
態が、針状結晶化していること（請求項５）。 ６．前記リードフレーム全面に施されたメッキの十点平
均粗さが１５００ｎｍ以上であること（請求項６）。ま
た、本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、「上記１〜
６のいずれかのリードフレームを用いたこと」（請求項
７）、により前記目的を達成できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に係るリードフレーム及び
そのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置につ
いて、以下、詳細に説明する。
そのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置につ
いて、以下、詳細に説明する。
【０００８】（実施の形態）図１は、本発明の一実施の
形態に係るリードフレーム（銅メッキを施した場合）を
説明する平面図（ａ）およびＡ−Ａ部断面図（ｂ）であ
る。図１の（ａ）に示すように、リードフレーム１は、
リード１２、タイバー１３、吊りピン１５などで構成さ
れている。このように、リードフレーム１の全面に銅メ
ッキを施した場合には、４２合金のリードフレーム１に
銅メッキを３μm以下の厚さで全面に行い、さらに、リ
ード１２の先端にはボンディング用の銀メッキを施して
いる（図１の（ｂ）参照）。
形態に係るリードフレーム（銅メッキを施した場合）を
説明する平面図（ａ）およびＡ−Ａ部断面図（ｂ）であ
る。図１の（ａ）に示すように、リードフレーム１は、
リード１２、タイバー１３、吊りピン１５などで構成さ
れている。このように、リードフレーム１の全面に銅メ
ッキを施した場合には、４２合金のリードフレーム１に
銅メッキを３μm以下の厚さで全面に行い、さらに、リ
ード１２の先端にはボンディング用の銀メッキを施して
いる（図１の（ｂ）参照）。
【０００９】図２は、本発明の一実施の形態に係るリー
ドフレーム用いた樹脂封止型半導体装置の断面図（ａ）
およびリードの一部拡大図である。図２の（ａ）に示す
ように、樹脂封止型半導体装置２は、半導体チップ２１
がリードフレーム１に接着テープ２４によって接着さ
れ、半導体チップ２１上のボンディングパッド等からワ
イヤー２３でリード１２にボンディングされ電気的に接
続されており、樹脂２２でもって、樹脂封止されてい
る。図２の（ｂ）はリードの一部を拡大した図であり、
リード１２の表面に施された銅メッキ２５は細かい針状
結晶となっている。
ドフレーム用いた樹脂封止型半導体装置の断面図（ａ）
およびリードの一部拡大図である。図２の（ａ）に示す
ように、樹脂封止型半導体装置２は、半導体チップ２１
がリードフレーム１に接着テープ２４によって接着さ
れ、半導体チップ２１上のボンディングパッド等からワ
イヤー２３でリード１２にボンディングされ電気的に接
続されており、樹脂２２でもって、樹脂封止されてい
る。図２の（ｂ）はリードの一部を拡大した図であり、
リード１２の表面に施された銅メッキ２５は細かい針状
結晶となっている。
【００１０】リードフレーム１は、全体が銅の色となり
表面は細かい針状結晶となっているため、光が乱反射し
光沢の無い表面となっている。
表面は細かい針状結晶となっているため、光が乱反射し
光沢の無い表面となっている。
【００１１】リードフレーム１の表面状態としては、針
状結晶の十点平均粗さが１５００〜２５００ｎｍに入っ
ていることが望ましい。
状結晶の十点平均粗さが１５００〜２５００ｎｍに入っ
ていることが望ましい。
【００１２】上記以外の点は、従来の４２合金あるいは
銅合金のリードフレームと同じであり同様に扱うことが
可能である。つまり、封入・仕上げ工程は、既存の４２
合金のリードフレームで使用していた金型を流用して、
作業することが可能であり、新たな投資を実施すること
なく既存の組立ラインを用いて、組立を行うことができ
る。
銅合金のリードフレームと同じであり同様に扱うことが
可能である。つまり、封入・仕上げ工程は、既存の４２
合金のリードフレームで使用していた金型を流用して、
作業することが可能であり、新たな投資を実施すること
なく既存の組立ラインを用いて、組立を行うことができ
る。
【００１３】なお、全面に施すメッキの材質として銅を
用いたが、金など電気伝導率の良い他の金属を用いて
も、同様の効果が得られる。特に、全面に施すメッキの
材質として金を用いた場合には、上記銅メッキの例にお
いて必要であったリードの先端のボンディング用銀メッ
キが不要（図示せず）になる。
用いたが、金など電気伝導率の良い他の金属を用いて
も、同様の効果が得られる。特に、全面に施すメッキの
材質として金を用いた場合には、上記銅メッキの例にお
いて必要であったリードの先端のボンディング用銀メッ
キが不要（図示せず）になる。
【００１４】なお、樹脂封止型半導体装置は、そのパッ
ケージ構造の例として、図２の（ａ）ではＬＯＣ（Ｌｅ
ａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）構造を用いたものを示したが、
アイランド構造品など、他のパッケージ構造の樹脂封止
型半導体装置を用いても良く、同様の効果が得られる。
ケージ構造の例として、図２の（ａ）ではＬＯＣ（Ｌｅ
ａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）構造を用いたものを示したが、
アイランド構造品など、他のパッケージ構造の樹脂封止
型半導体装置を用いても良く、同様の効果が得られる。
【００１５】（実施例）具体的な実施例として、４２合
金に２μmの銅メッキを施したリードフレームを用いて
樹脂封止型半導体装置を製作した。以下、その評価結果
である電気特性（Ｌ，Ｃ，Ｒ）、熱抵抗、パッケージ信
頼性（ＴＳＯＰに実装した）を示す。
金に２μmの銅メッキを施したリードフレームを用いて
樹脂封止型半導体装置を製作した。以下、その評価結果
である電気特性（Ｌ，Ｃ，Ｒ）、熱抵抗、パッケージ信
頼性（ＴＳＯＰに実装した）を示す。
【００１６】１．電気特性（Ｌ，Ｃ，Ｒ） 銅合金とほぼ同等の値となった（さらに、動作周波数が
高くなるほど銅合金との差はさらに小さくなる）。
高くなるほど銅合金との差はさらに小さくなる）。
【００１７】２．熱抵抗 ４２合金に比べ約１５％低減した。（なお、銅合金の例
を示すと、４２合金に比べ約２０％低減した値となる）
を示すと、４２合金に比べ約２０％低減した値となる）
【００１８】３．パッケージ信頼性（ＴＳＯＰ） （１）実装ランク（剥離の発生する条件） Ｃｕ合金 ＩＲ３５−１０７−３ ４２合金 ＩＲ３５−１０１４−３ 実施例 ＩＲ３５−１０１４−３以上 （２）耐ワイヤークラック（ワイヤークラックが発生す
る温度サイクル） Ｃｕ合金 ３００サイクル ４２合金 １０００サイクル以上 実施例 １０００サイクル以上 （３）ワイヤークラックの兆候が発生する温度サイクル Ｃｕ合金 ２００サイクル ４２合金 ８００サイクル 実施例 １０００サイクル以上 （４）耐温度サイクル（パッケージに外部クラックが発
生する温度サイクル数） Ｃｕ合金 ５００サイクル ４２合金 １０００サイクル以上 実施例 １０００サイクル以上
る温度サイクル） Ｃｕ合金 ３００サイクル ４２合金 １０００サイクル以上 実施例 １０００サイクル以上 （３）ワイヤークラックの兆候が発生する温度サイクル Ｃｕ合金 ２００サイクル ４２合金 ８００サイクル 実施例 １０００サイクル以上 （４）耐温度サイクル（パッケージに外部クラックが発
生する温度サイクル数） Ｃｕ合金 ５００サイクル ４２合金 １０００サイクル以上 実施例 １０００サイクル以上
【００１９】本実施例の評価において、４２合金リード
フレーム表面に電気特性の優れる銅を針状結晶が得られ
る厚さでメッキすることで、電気特性および熱抵抗がよ
り銅合金に近くなった。また、パッケージ信頼性では、
表面の針状結晶により、樹脂とリードフレームの界面で
の接合強度が向上することにより、実装ランク評価での
剥離を防止していることが確認できた。さらに、耐温度
サイクルおよびワイヤークラック評価では、リードフレ
ームの熱膨張係数が４２合金とほぼ同じになることと、
針状結晶のアンカー効果により、４２合金リードフレー
ム時以上に樹脂封止したパッケージ信頼性が向上するこ
とが確認できた。
フレーム表面に電気特性の優れる銅を針状結晶が得られ
る厚さでメッキすることで、電気特性および熱抵抗がよ
り銅合金に近くなった。また、パッケージ信頼性では、
表面の針状結晶により、樹脂とリードフレームの界面で
の接合強度が向上することにより、実装ランク評価での
剥離を防止していることが確認できた。さらに、耐温度
サイクルおよびワイヤークラック評価では、リードフレ
ームの熱膨張係数が４２合金とほぼ同じになることと、
針状結晶のアンカー効果により、４２合金リードフレー
ム時以上に樹脂封止したパッケージ信頼性が向上するこ
とが確認できた。
【００２０】
【発明の効果】本発明に係るリードフレームは、 １．半導体装置に用いられる４２合金からなるリードフ
レームであって、リードフレーム全面が電気伝導率の高
い金属によってメッキされ、そのメッキ厚が３μm以下
である。 ２．前記電気伝導率が高い金属として金を用いた。 ３．前記電気伝導率が高い金属として銅を用いた。 ４．銅を用いた場合はリードの先端に、ボンディング用
の銀メッキを施した。 以上１〜４のことにより、４２合金および銅や金などの
両方の金属の優れた特性を有する。また、封入・仕上げ
工程は、既存の４２合金のリードフレームで使用してい
た金型を流用して、作業することが可能であり、新たな
投資を実施することなく既存の組立ラインを用いて、組
立を行うことができる。なお、上記２．の金を用いた場
合には、リード先端のボンディング用銀メッキは不要で
ある。
レームであって、リードフレーム全面が電気伝導率の高
い金属によってメッキされ、そのメッキ厚が３μm以下
である。 ２．前記電気伝導率が高い金属として金を用いた。 ３．前記電気伝導率が高い金属として銅を用いた。 ４．銅を用いた場合はリードの先端に、ボンディング用
の銀メッキを施した。 以上１〜４のことにより、４２合金および銅や金などの
両方の金属の優れた特性を有する。また、封入・仕上げ
工程は、既存の４２合金のリードフレームで使用してい
た金型を流用して、作業することが可能であり、新たな
投資を実施することなく既存の組立ラインを用いて、組
立を行うことができる。なお、上記２．の金を用いた場
合には、リード先端のボンディング用銀メッキは不要で
ある。
【００２１】さらに、 ５．前記リードフレーム全面に施されたメッキの表面状
態が、針状結晶化していること。 ６．前記リードフレーム全面に施されたメッキの十点平
均粗さが１５００ｎｍ以上であること。 以上５，６により、リードフレーム表面が、４２合金あ
るいは銅合金のみのリードフレームに比べ、より細かい
凹凸が無数に存在することにより、樹脂封止時にその凹
凸に樹脂が入り込むことで樹脂との密着性が向上し、電
気や熱はリードフレームの内部よりも比較的表面を流れ
ることにより電気伝導率、熱伝導率の良い銅に似た特性
が得られる。
態が、針状結晶化していること。 ６．前記リードフレーム全面に施されたメッキの十点平
均粗さが１５００ｎｍ以上であること。 以上５，６により、リードフレーム表面が、４２合金あ
るいは銅合金のみのリードフレームに比べ、より細かい
凹凸が無数に存在することにより、樹脂封止時にその凹
凸に樹脂が入り込むことで樹脂との密着性が向上し、電
気や熱はリードフレームの内部よりも比較的表面を流れ
ることにより電気伝導率、熱伝導率の良い銅に似た特性
が得られる。
【００２２】また、本発明に係る樹脂封止型半導体装置
は、上記１〜６のリードフレームを用いたことにより、
リードフレーム表面の針状結晶のアンカー効果により樹
脂とリードフレームとの接合界面での接合強度が向上
し、界面での剥離が生じない信頼性の高い樹脂封止型半
導体装置を得ることができ、４２合金および銅や金など
の両方の金属の優れた電気特性および熱抵抗の特性を示
し、この半導体装置の高速動作が可能にできるものであ
る。
は、上記１〜６のリードフレームを用いたことにより、
リードフレーム表面の針状結晶のアンカー効果により樹
脂とリードフレームとの接合界面での接合強度が向上
し、界面での剥離が生じない信頼性の高い樹脂封止型半
導体装置を得ることができ、４２合金および銅や金など
の両方の金属の優れた電気特性および熱抵抗の特性を示
し、この半導体装置の高速動作が可能にできるものであ
る。
【図１】本発明の一実施の形態に係るリードフレーム
（銅メッキを施した場合）の平面図（ａ）およびＡ−Ａ
部断面図（ｂ）である。
（銅メッキを施した場合）の平面図（ａ）およびＡ−Ａ
部断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るリードフレーム用
いた樹脂封止型半導体装置の断面図（ａ）およびリード
の一部拡大図である。
いた樹脂封止型半導体装置の断面図（ａ）およびリード
の一部拡大図である。
【符号の説明】 １ リードフレーム １２ リード １３ タイバー １４ 銀メッキ部 １５ 吊りピン ２ 樹脂封止型半導体装置 ２１ 半導体チップ ２２ 樹脂 ２３ ワイヤー ２４ 接着テープ ２５ 銅メッキ
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体装置に用いられる４２合金からな
るリードフレームであって、リードフレーム全面が電気
伝導率の高い金属によってメッキされ、そのメッキ厚が
３μm以下であることを特徴とするリードフレーム。 - 【請求項２】 前記電気伝導率が高い金属として金を用
いたことを特徴とする請求項１に記載のリードフレー
ム。 - 【請求項３】 前記電気伝導率が高い金属として銅を用
いたことを特徴とする請求項１に記載のリードフレー
ム。 - 【請求項４】 リードの先端に、ボンディング用の銀メ
ッキを施したことを特徴とする請求項３に記載のリード
フレーム。 - 【請求項５】 前記リードフレーム全面に施されたメッ
キの表面状態が、針状結晶化していることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載のリードフレーム。 - 【請求項６】 前記リードフレーム全面に施されたメッ
キの十点平均粗さが１５００ｎｍ以上であることを特徴
とする請求項１〜５のいずれかに記載のリードフレー
ム。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のリード
フレームを用いたことを特徴とする樹脂封止型半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31047299A JP2001127229A (ja) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | リードフレーム及びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31047299A JP2001127229A (ja) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | リードフレーム及びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127229A true JP2001127229A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=18005666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31047299A Pending JP2001127229A (ja) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | リードフレーム及びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001127229A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299538A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Dainippon Printing Co Ltd | リードフレーム及びそれを用いた半導体パッケージ |
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