JP2004031775A - リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、インナーリードの安定性が向上するとともにインナーリード先端のバラツキの発生を防止でき、良好なワイヤボンディングを行うことが可能なリードフレーム及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明の請求項１のリードフレームによれば、インナーリード１ｉのボンディングワイヤ３が接続されるワイヤボンディング面１ｉｗを有するワイヤボンディング部１ｉｂは、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さのコイニングが施されていることを特徴としている。
【選択図】 図４
【解決手段】本発明の請求項１のリードフレームによれば、インナーリード１ｉのボンディングワイヤ３が接続されるワイヤボンディング面１ｉｗを有するワイヤボンディング部１ｉｂは、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さのコイニングが施されていることを特徴としている。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造に用いられるリードフレーム及びその製造方法に係り、より詳細には多ピンのリードフレームに特に有効なリードフレーム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置１０１Ｈは、要部断面図である図６に示すように、各半導体装置毎に形成されるリードフレーム１０１（図７参照）のダイパッド１０１ｐ上に半導体素子１０２が搭載され、半導体素子１０２の電極とリードフレーム１０１のインナーリード１０１ｉとがボンディングワイヤ１０３を介して電気的に接続されており、該半導体素子１０２、ボンディングワイヤ１０３、インナーリード１０１ｉ等が封止樹脂１０４によって樹脂封止され、樹脂封止体１０４Ｔが成形されている。
【０００３】
各インナーリード１０１ｉは、それぞれ対応するアウターリード１０１ｏに連続しており、該アウターリード１０１ｏは半導体素子１０２の各電極を外部結線するためのものであり樹脂封止体１０４Ｔの外部に露出している。
【０００４】
上述のリードフレーム１０１は、図７に示すように、各半導体装置が搭載されるダイパッド１０１ｐが複数のサポートバー１０１ｓによって支持され中心に配置されており、該ダイパッド１０１ｐに向って延伸し囲繞する態様で多数のインナーリード１０１ｉが配設されている。
【０００５】
該インナーリード１０１ｉは、タイバー１０１ｔによってガイドレール１０１ｇに支持されており、それぞれの延在方向に配設されるアウターリード１０１ｏに接続されている。
【０００６】
リードフレーム１０１は、例えば複数のリードフレーム１０１が図７の左右方向に一列に行列状に集合したリードフレーム体（図示せず）として、所定の形状の良導体の薄板材料、銅板等をエッチングなどにより製造している。
【０００７】
このように、薄板材料をエッチングしてリードフレーム１０１を製造する場合、薄板材料の表裏面から均等にエッチングを行うという方法が一般的である。
【０００８】
ところで、近年、半導体装置の高集積化に伴ないリードフレームの小型化、多ピン化が要求されており、隣接するインナーリード間のピッチが微小になっている。
【０００９】
そのため、従来のエッチング方法では、隣接するインナーリード間ピッチが微小になるに従い、インナーリード１０１ｉにおけるワイヤボンディング面１０１ｉｗ（図６参照）において、ワイヤボンディングに必要なインナーリード１０１ｉのリード幅ｒｗ０ （図７参照）を確保できないようになってきた。
【００１０】
そこで、特にインナーリード間のピッチが０．１６ｍｍ以下の微細なパターンを形成する場合においては、図９（ａ）に示すように、インナーリード１０１ｉのワイヤボンディング面１０１ｉｗの幅ｒｗ０がその裏面１０１ｉｕ（図６参照）の幅ｒｕ０より幅広になるようにエッチングを行うことによりインナーリード１０１ｉのリード幅ｒｗ０を確保する方法が用いられている。
【００１１】
しかし、この方法によると、ワイヤボンディング面１０１ｉｗの幅ｒｗ０はある程度確保できるものの、ワイヤボンディング面１０１ｉｗの幅ｒｗ０とその裏面１０１ｉｕの幅ｒｕ０との比率は一般的に６０％、すなわち１：０．６程度である。
【００１２】
このように、裏面１０１ｉｕの幅ｒｕ０が小さい形状のインナーリード１０１ｉは、強度が弱く実際にワイヤボンディングを行う際には不安定であり、ワイヤボンディング時の衝撃によりインナーリード１０１ｉがその長手方向廻りに転んでしまったり、超音波振動により横振れが発生したりして、良好にワイヤボンディングが行えないという問題がある。
【００１３】
上記問題を解決する手段として、エッチング後にインナーリード１０１ｉのワイヤボンディング面１０１ｉｗをコイニングして、インナーリード１０１ｉの表裏面の幅を大きくする方法が採用されている。
【００１４】
この製造方法としては、まず、図８（ａ）に示すように、インナーリード１０１ｉ先端を連結片１０１ｉｒにて連結した状態で形成する。
【００１５】
続いて、図８（ｂ）に示すように、斜線部で示すワイヤボンディング予定領域Ｂ０ （図９ （ａ）にその断面を示す）を、インナーリード１０１ｉの先端縁部１０１ｉｃに沿うラインであるカットライン（図７参照）を含んでコイニングパンチによりリードフレーム１０１板材の板厚ｔ０の１０％程度の約１０μｍのコイニングを行う。なお、図９（ｂ）にコイニング後のインナーリード１０１ｉのワイヤボンディング予定領域Ｂ０の断面を示す。
【００１６】
続いて、図８（ｃ）に示すように、カットラインから切断してインナーリード１０１ｉの先端縁部１０１ｉｃを形成してそれぞれのインナーリード１０１ｉに分離する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の方法では、図１０に示すように、リードフレーム１０１板材の板厚ｔ０の１０％程度の約１０μｍのコイニングにとどまっていたため、インナーリード１０１ｉのワイヤボンディング面１０１ｉｗの幅ｒｗ０の十分な確保、及びワイヤボンディング時のインナーリード１０１ｉの安定性の向上については十分な効果を奏することができない。
【００１８】
また、リードフレーム１０１板材の板厚ｔ０の１０％程度以上より深くコイニングを行うと連結片１０１ｉｒを分離した後に、コイニング加工時のインナーリード１０１ｉにおける残留応力が解放されインナーリード１０１ｉ先端がばらついてしまうため、これ以上の深さのコイニングは事実上、不可能となっている。
【００１９】
本発明は上記実状に鑑み、インナーリードの安定性が向上するとともにインナーリード先端のバラツキの発生を防止でき、良好なワイヤボンディングを行うことが可能なリードフレーム及びその製造方法の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わるリードフレームは、半導体素子が搭載されるダイパッドと、半導体素子の電極とボンディングワイヤを介して接続され、ダイパッドに向って延伸する複数のインナーリードとを備え、エッチングで形成されるリードフレームであって、インナーリードのボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング面を有するワイヤボンディング部は、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さのコイニングが施されていることを特徴としている。
【００２１】
本発明の請求項２に関わるリードフレームは、請求項１に記載のリードフレームにおいて、ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング裏面の幅は、ワイヤボンディング面の幅に対し少なくとも９０％以上であることを特徴としている。
【００２２】
本発明の請求項３に関わるリードフレームは、請求項１または請求項２に記載のリードフレームにおいて、ワイヤボンディング部の厚さ方向の断面において、中間部の幅は、ワイヤボンディング面の幅およびワイヤボンディング裏面の幅より大きいことを特徴としている。
【００２３】
本発明の請求項４に関わるリードフレームは、請求項１から請求項３のうち何れか一項に記載のリードフレームにおいて、ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング面の平坦部の幅は、コイニング加工前の幅より約１０％大きいことを特徴としている。
【００２４】
本発明の請求項５に関わるリードフレームの製造方法は、半導体素子が搭載されるダイパッドと、半導体素子の電極とボンディングワイヤを介して接続され、ダイパッドに向って延伸する複数のインナーリードとを備えるリードフレームの製造方法であって、インナーリードにおけるボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング部のワイヤボンディング面の幅がワイヤボンディング裏面の幅より幅広であるとともに、複数のインナーリードの先端が互いに繋がれるとともにダイパッドと離隔された連結片を有するリードフレームパターンを、リードフレーム母材の表裏面からエッチングして形成するパターニング工程と、ワイヤボンディング部のワイヤボンディング面と連結片とを含む領域をダイパッドにかからないように、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さでコイニングを行うコイニング工程と、連結片をインナーリードから切断する工程とを含むことを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００２６】
本発明に関わる実施例のリードフレーム１（図１参照）が使用された半導体装置１Ｈは、要部断面図の図２に示すように、各半導体装置毎に形成されるリードフレーム１のダイパッド１ｐ上に半導体素子２が搭載され、半導体素子２の電極とリードフレーム１におけるインナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂとがボンディングワイヤ３を介して電気的に接続されている。
【００２７】
そして、該半導体素子２、ボンディングワイヤ３、インナーリード１ｉ等が封止樹脂４によって樹脂封止され、樹脂封止体４Ｔが成形されている。
【００２８】
各インナーリード１ｉは、それぞれ対応するアウターリード１ｏに連続しており、該アウターリード１ｏは半導体素子２の各電極を外部結線するためのものであり樹脂封止体４Ｔの外部に露出している。
【００２９】
上記リードフレーム１は、図１に示すように、半導体素子２が搭載されるダイパッド１ｐが中心部に配置され複数のサポートバー１ｓによって支持されており、多数のインナーリード１ｉが該ダイパッド１ｐに向って延伸し囲繞する態様で配設されている。
【００３０】
インナーリード１ｉは、一方端部の先端部域にボンディングワイヤ３が接続されるワイヤボンディング部１ｉｂが薄肉に形成されており、他方端部はタイバー１ｔに接続されガイドレール１ｇに支持されている。
【００３１】
インナーリード１ｉの一方端部のワイヤボンディング部１ｉｂは、図４に示すように、リードフレーム１の母材である薄板材料の板厚ｔ１の２０％〜５０％の深さのコイニングが施され薄肉に形成されている。
【００３２】
そして、ワイヤボンディング部１ｉｂの横断面図である図５（ｂ）に示すように、ワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２に対するワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２の比率は９０％以上、ここでは０．９ｒｗ２≦ｒｕ２＜ｒｗ２と設定されており、その断面形状は、中間部の幅ｒｃ２がワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２およびワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２より大きな突出した形状に形成されている。
【００３３】
一方、インナーリード１ｉの他方端部は、タイバー１ｔを介してそれぞれの延在方向に配設されるアウターリード１ｏに接続されている。
【００３４】
各アウターリード１ｏは、一方端部がタイバー１ｔに接続され、他方端部がガイドレール１ｇに接続されている。
【００３５】
なお、ガイドレール１ｇ上には、製造工程において位置決めのため使用されるガイドホール１ｇｈが複数、穿孔されている。
【００３６】
次に、リードフレーム１の製造方法について説明する。
【００３７】
まず、リードフレーム１の母材として銅系、鉄系等の所定形状の薄板材料を用意する。
【００３８】
そして、該薄板材料の前処理後、レジストを塗布して所定のリードフレームが形成されるパターンを焼き付け、現像を行う。
【００３９】
ここで、図５（ａ）に示すように、インナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂにおいて、ワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ１がワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ１より幅広（おおよそｒｗ１：ｒｕ１＝１００：６０程度）になるようにパターニングを行い、また、図３（ａ）に示すように、インナーリード１ｉの先端は連結片１ｉｒに繋がれるようにパターニングを行う。
【００４０】
なお、連結片１ｉｒは、加工工程で発生する加工応力が解放され緩和されるようにダイパッド１ｐとは繋がらない態様でパターニングされている。
【００４１】
続いて、薄板材料を表裏面からエッチングして、図３（ａ）に示すように、インナーリード１ｉの先端が連結片１ｉｒにて繋がれた所定のリードパターンを形成する。
【００４２】
続いて、リードパターンが形成された薄板材料からレジストを剥離して、インナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂ（図１参照）だけでなく、図３（ｂ）に示すように、インナーリード１ｉの先端を繋ぐ連結片１ｉｒを含む領域Ｂ１を、薄板材料の板厚ｔ１の２０％〜５０％の深さでコイニングを行う。
【００４３】
このように、連結片１ｉｒを含む領域Ｂ１をコイニングを行うことにより、コイニングによる加工応力がインナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂ内において平準化され、後工程で連結片を除去しそれぞれのインナーリード１ｉに分離した際に、インナーリード１ｉ先端のバラツキが防止される。
【００４４】
ここで、上述したように、連結片１ｉｒは、加工工程で発生する加工応力の緩和のためダイパッド１ｐとは繋がらないように形成されており、また、コイニング工程においてもコイニングパンチの先端がダイパッド１ｐにはかからないようにして、インナーリード１ｉ先端に加わるコイニングによる応力が解放されるように構成されている。
【００４５】
なお、望ましくは、インナーリード先端縁部１ｉｃ（図３（ｃ）参照）に沿うカットライン（切断線）と連結片１ｉｒの先端縁部１ｉｒ１（図３（ａ）参照）との間の寸法は、０．５ｍｍ程度にするとよい。
【００４６】
コイニングの理想的な深さについては、リードフレーム１の材質や形状などによって幅があるものの、２０％よりも浅いコイニングであると本発明の効果は得られないし、５０％よりも深くするとインナーリード１ｉ内部に加工応力による歪が発生する。
【００４７】
加工応力による歪は、インナーリード１ｉ形状のバラツキの原因となるとともに、隣接するインナーリード１ｉ間隔が狭い場合、インナーリード１ｉのコイニングにより潰れた部分が幅方向に広がり過ぎて、隣接するインナーリード１ｉに接触してしまう虞がある。
【００４８】
これらのことより、発明者の実験によれば、コイニングの理想的な深さは薄板材料の板厚ｔ１の３０％前後が最適である。
【００４９】
この程度の深さでコイニングした場合、ワイヤボンディング部１ｉｂの横断面図である図５（ｂ）に示すように、ワイヤボンディング部１ｉｂのワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２に対するワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２の比率は９０％以上となる。
【００５０】
更に、図５（ｂ）に示すワイヤボンディング部１ｉｂの断面形状において、中間部の幅ｒｃ２がワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２およびワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２より突出した形状となる本発明の形状が得られ、本発明の理想的な効果が得られる。
【００５１】
その後、必要に応じて、インナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂ等にめっきを行い、インナーリード先端縁部１ｉｃ（図３（ｃ）参照）に沿うカットラインで切断作業を行い、それぞれの連結片１ｉｒを除去してインナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂが解放された所定のリードフレーム１（図１、図３（ｃ）参照）を形成する。
【００５２】
なお、前記パターニング時、薄板材料にレジストを塗布することなく、シート状材料を圧着するラミネート法を用いてもよい。
【００５３】
また、インナーリード１ｉにおけるワイヤボンディング部１ｉｂのワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２とワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２との寸法差を設ける方法として、パターンによってワイヤボンディング面１ｉｗを幅広にする以外に、ワイヤボンディング裏面１ｉｕ側のエッチング液の圧力を大きくすること等により、ワイヤボンディング面１ｉｗをワイヤボンディング裏面１ｉｕより幅広になるようにしてもよい。
【００５４】
上記構成によれば、リードフレーム１の薄板材料の板厚ｔ１の２０％〜５０％の深さでインナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂに対するコイニングを行うことにより、ワイヤボンディング面１ｉｗの平坦部の幅ｒｗ２がコイニング前の元の幅より約１０％拡張される。
【００５５】
また、ワイヤボンディング部１ｉｂにおけるワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２に対するワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２の比率を９０％以上になるように形成すれば、インナーリード１ｉの強度が保持され安定性が向上し、ボンディング時のインナーリード１ｉの長手方向廻りの転びが防止できる。
【００５６】
また、インナーリード１ｉにおけるワイヤボンディング部１ｉｂの断面形状において、中間部の幅ｒｃ２をワイヤボンディング表面の幅ｒｗ２、裏面ｒｕ２より突き出した形状に形成することにより、ワイヤボンディング部１ｉｂの幅方向の強度が増加し安定性が向上する。
【００５７】
そのため、ボンディング時においてワイヤボンディング部１ｉｂに超音波振動が発生してもワイヤボンディング部１ｉｂの横振れが防止できる。
【００５８】
更に、インナーリード１ｉから連結片１ｉｒを切断する以前に、ワイヤボンディング部１ｉｂのみならず連結片１ｉｒをも含んだ領域をコイニングし、その後、該連結片１ｉｒをインナーリード１ｉ先端から除去してそれぞれのインナーリード１ｉに分離することにより、薄板材料の板厚ｔ１の２０％〜５０％の深さでコイニングを行った場合でもインナーリード１ｉ先端のバラツキが発生しない。
【００５９】
なお、上述の実施例においては、樹脂封止体４Ｔ外にアウターリード１ｏが露出する半導体装置１Ｈに使用されるリードフレーム１を例示したが、樹脂封止体の側面にリードを突出させることなく、樹脂封止体の底面に端子パッドが露出するタイプのＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ ｐａｃｋａｇｅ）等のその他の半導体装置に使用されるリードフレームに、本発明に関わるリードフレーム及びその製造方法を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上、詳述した如く、本発明の請求項１に関わるリードフレームによれば、インナーリードのボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング面を有するワイヤボンディング部は、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さのコイニングが施されていることを特徴としている。
【００６１】
上記構成によれば、インナーリードの安定性が増加するリードフレームを実現できる。
【００６２】
本発明の請求項２に関わるリードフレームによれば、ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング裏面の幅は、ワイヤボンディング面の幅に対し少なくとも９０％以上であることを特徴としている。
【００６３】
上記構成によれば、インナーリードの安定性が増加し、ワイヤボンディング時におけるインナーリードの転びを防止できる。
【００６４】
本発明の請求項３に関わるリードフレームによれば、ワイヤボンディング部の厚さ方向の断面において、中間部の幅はワイヤボンディング面の幅およびワイヤボンディング裏面の幅より大きいことを特徴としている。
【００６５】
上記構成によれば、インナーリードの水平方向の安定性が増加し、ワイヤボンディング時におけるインナーリードの横振れを防止できる。
【００６６】
本発明の請求項４に関わるリードフレームによれば、ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング面の平坦部の幅は、コイニング加工前の幅より約１０％大きいことを特徴としている。
【００６７】
上記構成によれば、インナーリードの安定性が増加し、ワイヤボンディングが良好に行えるリードフレームが得られる。
【００６８】
本発明の請求項５に関わるリードフレームの製造方法によれば、インナーリードにおけるボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング部のワイヤボンディング面の幅がワイヤボンディング裏面の幅より幅広であるとともに、複数のインナーリードの先端が互いに繋がれるとともにダイパッドと離隔された連結片を有するリードフレームパターンを、リードフレーム母材の表裏面からエッチングして形成するパターニング工程と、ワイヤボンディング部のワイヤボンディング面と連結片とを含む領域をダイパッドにかからないように、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さでコイニングを行うコイニング工程と、連結片をインナーリードから切断する工程とを含むことを特徴としている。
【００６９】
上記構成によれば、ワイヤボンディング部のワイヤボンディング面と連結片とを含む領域をコイニングするので、インナーリード先端のバラツキが発生しない。
【００７０】
また、リードフレームにおけるインナーリードの安定性が増加し、ワイヤボンディング時におけるインナーリードの転びおよび横振れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる実施例のリードフレームを示す平面図。
【図２】図１に示すリードフレームを使用した半導体装置を示す要部断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、図１に示すリードフレームにおけるインナーリードの加工工程を示す平面図。
【図４】図１に示すリードフレームにおけるインナーリードのワイヤボンディング部を示す斜視図。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、図１に示すリードフレームにおけるインナーリードのワイヤボンディング部のエッチング後の状態を示す横断面図、およびコイニング後の状態を示す横断面図。
【図６】従来の半導体装置を示す要部断面図。
【図７】図６に示す半導体装置に使用される従来のリードフレームを示す平面図。
【図８】従来のリードフレームにおけるインナーリードの加工工程を示す平面図。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、従来のリードフレームにおけるインナーリードのワイヤボンディング部のエッチング後の状態を示す横断面図、およびコイニング後の状態を示す横断面図。
【図１０】従来のリードフレームにおけるインナーリードのワイヤボンディング部を示す斜視図。
【符号の説明】
１…リードフレーム、
１Ｈ…半導体装置、
１ｉ…インナーリード、
１ｉｂ…ワイヤボンディング部、
１ｉｒ…連結片、
１ｉｕ…ワイヤボンディング裏面、
１ｉｗ…ワイヤボンディング面、
１ｐ…ダイパッド、
２…半導体素子、
３…ボンディングワイヤ、
ｒｃ２…中間部の幅、
ｒｕ２…ワイヤボンディング裏面の幅、
ｒｗ２…ワイヤボンディング面の（平坦部の）幅。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造に用いられるリードフレーム及びその製造方法に係り、より詳細には多ピンのリードフレームに特に有効なリードフレーム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置１０１Ｈは、要部断面図である図６に示すように、各半導体装置毎に形成されるリードフレーム１０１（図７参照）のダイパッド１０１ｐ上に半導体素子１０２が搭載され、半導体素子１０２の電極とリードフレーム１０１のインナーリード１０１ｉとがボンディングワイヤ１０３を介して電気的に接続されており、該半導体素子１０２、ボンディングワイヤ１０３、インナーリード１０１ｉ等が封止樹脂１０４によって樹脂封止され、樹脂封止体１０４Ｔが成形されている。
【０００３】
各インナーリード１０１ｉは、それぞれ対応するアウターリード１０１ｏに連続しており、該アウターリード１０１ｏは半導体素子１０２の各電極を外部結線するためのものであり樹脂封止体１０４Ｔの外部に露出している。
【０００４】
上述のリードフレーム１０１は、図７に示すように、各半導体装置が搭載されるダイパッド１０１ｐが複数のサポートバー１０１ｓによって支持され中心に配置されており、該ダイパッド１０１ｐに向って延伸し囲繞する態様で多数のインナーリード１０１ｉが配設されている。
【０００５】
該インナーリード１０１ｉは、タイバー１０１ｔによってガイドレール１０１ｇに支持されており、それぞれの延在方向に配設されるアウターリード１０１ｏに接続されている。
【０００６】
リードフレーム１０１は、例えば複数のリードフレーム１０１が図７の左右方向に一列に行列状に集合したリードフレーム体（図示せず）として、所定の形状の良導体の薄板材料、銅板等をエッチングなどにより製造している。
【０００７】
このように、薄板材料をエッチングしてリードフレーム１０１を製造する場合、薄板材料の表裏面から均等にエッチングを行うという方法が一般的である。
【０００８】
ところで、近年、半導体装置の高集積化に伴ないリードフレームの小型化、多ピン化が要求されており、隣接するインナーリード間のピッチが微小になっている。
【０００９】
そのため、従来のエッチング方法では、隣接するインナーリード間ピッチが微小になるに従い、インナーリード１０１ｉにおけるワイヤボンディング面１０１ｉｗ（図６参照）において、ワイヤボンディングに必要なインナーリード１０１ｉのリード幅ｒｗ０ （図７参照）を確保できないようになってきた。
【００１０】
そこで、特にインナーリード間のピッチが０．１６ｍｍ以下の微細なパターンを形成する場合においては、図９（ａ）に示すように、インナーリード１０１ｉのワイヤボンディング面１０１ｉｗの幅ｒｗ０がその裏面１０１ｉｕ（図６参照）の幅ｒｕ０より幅広になるようにエッチングを行うことによりインナーリード１０１ｉのリード幅ｒｗ０を確保する方法が用いられている。
【００１１】
しかし、この方法によると、ワイヤボンディング面１０１ｉｗの幅ｒｗ０はある程度確保できるものの、ワイヤボンディング面１０１ｉｗの幅ｒｗ０とその裏面１０１ｉｕの幅ｒｕ０との比率は一般的に６０％、すなわち１：０．６程度である。
【００１２】
このように、裏面１０１ｉｕの幅ｒｕ０が小さい形状のインナーリード１０１ｉは、強度が弱く実際にワイヤボンディングを行う際には不安定であり、ワイヤボンディング時の衝撃によりインナーリード１０１ｉがその長手方向廻りに転んでしまったり、超音波振動により横振れが発生したりして、良好にワイヤボンディングが行えないという問題がある。
【００１３】
上記問題を解決する手段として、エッチング後にインナーリード１０１ｉのワイヤボンディング面１０１ｉｗをコイニングして、インナーリード１０１ｉの表裏面の幅を大きくする方法が採用されている。
【００１４】
この製造方法としては、まず、図８（ａ）に示すように、インナーリード１０１ｉ先端を連結片１０１ｉｒにて連結した状態で形成する。
【００１５】
続いて、図８（ｂ）に示すように、斜線部で示すワイヤボンディング予定領域Ｂ０ （図９ （ａ）にその断面を示す）を、インナーリード１０１ｉの先端縁部１０１ｉｃに沿うラインであるカットライン（図７参照）を含んでコイニングパンチによりリードフレーム１０１板材の板厚ｔ０の１０％程度の約１０μｍのコイニングを行う。なお、図９（ｂ）にコイニング後のインナーリード１０１ｉのワイヤボンディング予定領域Ｂ０の断面を示す。
【００１６】
続いて、図８（ｃ）に示すように、カットラインから切断してインナーリード１０１ｉの先端縁部１０１ｉｃを形成してそれぞれのインナーリード１０１ｉに分離する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の方法では、図１０に示すように、リードフレーム１０１板材の板厚ｔ０の１０％程度の約１０μｍのコイニングにとどまっていたため、インナーリード１０１ｉのワイヤボンディング面１０１ｉｗの幅ｒｗ０の十分な確保、及びワイヤボンディング時のインナーリード１０１ｉの安定性の向上については十分な効果を奏することができない。
【００１８】
また、リードフレーム１０１板材の板厚ｔ０の１０％程度以上より深くコイニングを行うと連結片１０１ｉｒを分離した後に、コイニング加工時のインナーリード１０１ｉにおける残留応力が解放されインナーリード１０１ｉ先端がばらついてしまうため、これ以上の深さのコイニングは事実上、不可能となっている。
【００１９】
本発明は上記実状に鑑み、インナーリードの安定性が向上するとともにインナーリード先端のバラツキの発生を防止でき、良好なワイヤボンディングを行うことが可能なリードフレーム及びその製造方法の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わるリードフレームは、半導体素子が搭載されるダイパッドと、半導体素子の電極とボンディングワイヤを介して接続され、ダイパッドに向って延伸する複数のインナーリードとを備え、エッチングで形成されるリードフレームであって、インナーリードのボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング面を有するワイヤボンディング部は、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さのコイニングが施されていることを特徴としている。
【００２１】
本発明の請求項２に関わるリードフレームは、請求項１に記載のリードフレームにおいて、ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング裏面の幅は、ワイヤボンディング面の幅に対し少なくとも９０％以上であることを特徴としている。
【００２２】
本発明の請求項３に関わるリードフレームは、請求項１または請求項２に記載のリードフレームにおいて、ワイヤボンディング部の厚さ方向の断面において、中間部の幅は、ワイヤボンディング面の幅およびワイヤボンディング裏面の幅より大きいことを特徴としている。
【００２３】
本発明の請求項４に関わるリードフレームは、請求項１から請求項３のうち何れか一項に記載のリードフレームにおいて、ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング面の平坦部の幅は、コイニング加工前の幅より約１０％大きいことを特徴としている。
【００２４】
本発明の請求項５に関わるリードフレームの製造方法は、半導体素子が搭載されるダイパッドと、半導体素子の電極とボンディングワイヤを介して接続され、ダイパッドに向って延伸する複数のインナーリードとを備えるリードフレームの製造方法であって、インナーリードにおけるボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング部のワイヤボンディング面の幅がワイヤボンディング裏面の幅より幅広であるとともに、複数のインナーリードの先端が互いに繋がれるとともにダイパッドと離隔された連結片を有するリードフレームパターンを、リードフレーム母材の表裏面からエッチングして形成するパターニング工程と、ワイヤボンディング部のワイヤボンディング面と連結片とを含む領域をダイパッドにかからないように、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さでコイニングを行うコイニング工程と、連結片をインナーリードから切断する工程とを含むことを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００２６】
本発明に関わる実施例のリードフレーム１（図１参照）が使用された半導体装置１Ｈは、要部断面図の図２に示すように、各半導体装置毎に形成されるリードフレーム１のダイパッド１ｐ上に半導体素子２が搭載され、半導体素子２の電極とリードフレーム１におけるインナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂとがボンディングワイヤ３を介して電気的に接続されている。
【００２７】
そして、該半導体素子２、ボンディングワイヤ３、インナーリード１ｉ等が封止樹脂４によって樹脂封止され、樹脂封止体４Ｔが成形されている。
【００２８】
各インナーリード１ｉは、それぞれ対応するアウターリード１ｏに連続しており、該アウターリード１ｏは半導体素子２の各電極を外部結線するためのものであり樹脂封止体４Ｔの外部に露出している。
【００２９】
上記リードフレーム１は、図１に示すように、半導体素子２が搭載されるダイパッド１ｐが中心部に配置され複数のサポートバー１ｓによって支持されており、多数のインナーリード１ｉが該ダイパッド１ｐに向って延伸し囲繞する態様で配設されている。
【００３０】
インナーリード１ｉは、一方端部の先端部域にボンディングワイヤ３が接続されるワイヤボンディング部１ｉｂが薄肉に形成されており、他方端部はタイバー１ｔに接続されガイドレール１ｇに支持されている。
【００３１】
インナーリード１ｉの一方端部のワイヤボンディング部１ｉｂは、図４に示すように、リードフレーム１の母材である薄板材料の板厚ｔ１の２０％〜５０％の深さのコイニングが施され薄肉に形成されている。
【００３２】
そして、ワイヤボンディング部１ｉｂの横断面図である図５（ｂ）に示すように、ワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２に対するワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２の比率は９０％以上、ここでは０．９ｒｗ２≦ｒｕ２＜ｒｗ２と設定されており、その断面形状は、中間部の幅ｒｃ２がワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２およびワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２より大きな突出した形状に形成されている。
【００３３】
一方、インナーリード１ｉの他方端部は、タイバー１ｔを介してそれぞれの延在方向に配設されるアウターリード１ｏに接続されている。
【００３４】
各アウターリード１ｏは、一方端部がタイバー１ｔに接続され、他方端部がガイドレール１ｇに接続されている。
【００３５】
なお、ガイドレール１ｇ上には、製造工程において位置決めのため使用されるガイドホール１ｇｈが複数、穿孔されている。
【００３６】
次に、リードフレーム１の製造方法について説明する。
【００３７】
まず、リードフレーム１の母材として銅系、鉄系等の所定形状の薄板材料を用意する。
【００３８】
そして、該薄板材料の前処理後、レジストを塗布して所定のリードフレームが形成されるパターンを焼き付け、現像を行う。
【００３９】
ここで、図５（ａ）に示すように、インナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂにおいて、ワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ１がワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ１より幅広（おおよそｒｗ１：ｒｕ１＝１００：６０程度）になるようにパターニングを行い、また、図３（ａ）に示すように、インナーリード１ｉの先端は連結片１ｉｒに繋がれるようにパターニングを行う。
【００４０】
なお、連結片１ｉｒは、加工工程で発生する加工応力が解放され緩和されるようにダイパッド１ｐとは繋がらない態様でパターニングされている。
【００４１】
続いて、薄板材料を表裏面からエッチングして、図３（ａ）に示すように、インナーリード１ｉの先端が連結片１ｉｒにて繋がれた所定のリードパターンを形成する。
【００４２】
続いて、リードパターンが形成された薄板材料からレジストを剥離して、インナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂ（図１参照）だけでなく、図３（ｂ）に示すように、インナーリード１ｉの先端を繋ぐ連結片１ｉｒを含む領域Ｂ１を、薄板材料の板厚ｔ１の２０％〜５０％の深さでコイニングを行う。
【００４３】
このように、連結片１ｉｒを含む領域Ｂ１をコイニングを行うことにより、コイニングによる加工応力がインナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂ内において平準化され、後工程で連結片を除去しそれぞれのインナーリード１ｉに分離した際に、インナーリード１ｉ先端のバラツキが防止される。
【００４４】
ここで、上述したように、連結片１ｉｒは、加工工程で発生する加工応力の緩和のためダイパッド１ｐとは繋がらないように形成されており、また、コイニング工程においてもコイニングパンチの先端がダイパッド１ｐにはかからないようにして、インナーリード１ｉ先端に加わるコイニングによる応力が解放されるように構成されている。
【００４５】
なお、望ましくは、インナーリード先端縁部１ｉｃ（図３（ｃ）参照）に沿うカットライン（切断線）と連結片１ｉｒの先端縁部１ｉｒ１（図３（ａ）参照）との間の寸法は、０．５ｍｍ程度にするとよい。
【００４６】
コイニングの理想的な深さについては、リードフレーム１の材質や形状などによって幅があるものの、２０％よりも浅いコイニングであると本発明の効果は得られないし、５０％よりも深くするとインナーリード１ｉ内部に加工応力による歪が発生する。
【００４７】
加工応力による歪は、インナーリード１ｉ形状のバラツキの原因となるとともに、隣接するインナーリード１ｉ間隔が狭い場合、インナーリード１ｉのコイニングにより潰れた部分が幅方向に広がり過ぎて、隣接するインナーリード１ｉに接触してしまう虞がある。
【００４８】
これらのことより、発明者の実験によれば、コイニングの理想的な深さは薄板材料の板厚ｔ１の３０％前後が最適である。
【００４９】
この程度の深さでコイニングした場合、ワイヤボンディング部１ｉｂの横断面図である図５（ｂ）に示すように、ワイヤボンディング部１ｉｂのワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２に対するワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２の比率は９０％以上となる。
【００５０】
更に、図５（ｂ）に示すワイヤボンディング部１ｉｂの断面形状において、中間部の幅ｒｃ２がワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２およびワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２より突出した形状となる本発明の形状が得られ、本発明の理想的な効果が得られる。
【００５１】
その後、必要に応じて、インナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂ等にめっきを行い、インナーリード先端縁部１ｉｃ（図３（ｃ）参照）に沿うカットラインで切断作業を行い、それぞれの連結片１ｉｒを除去してインナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂが解放された所定のリードフレーム１（図１、図３（ｃ）参照）を形成する。
【００５２】
なお、前記パターニング時、薄板材料にレジストを塗布することなく、シート状材料を圧着するラミネート法を用いてもよい。
【００５３】
また、インナーリード１ｉにおけるワイヤボンディング部１ｉｂのワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２とワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２との寸法差を設ける方法として、パターンによってワイヤボンディング面１ｉｗを幅広にする以外に、ワイヤボンディング裏面１ｉｕ側のエッチング液の圧力を大きくすること等により、ワイヤボンディング面１ｉｗをワイヤボンディング裏面１ｉｕより幅広になるようにしてもよい。
【００５４】
上記構成によれば、リードフレーム１の薄板材料の板厚ｔ１の２０％〜５０％の深さでインナーリード１ｉのワイヤボンディング部１ｉｂに対するコイニングを行うことにより、ワイヤボンディング面１ｉｗの平坦部の幅ｒｗ２がコイニング前の元の幅より約１０％拡張される。
【００５５】
また、ワイヤボンディング部１ｉｂにおけるワイヤボンディング面１ｉｗの幅ｒｗ２に対するワイヤボンディング裏面１ｉｕの幅ｒｕ２の比率を９０％以上になるように形成すれば、インナーリード１ｉの強度が保持され安定性が向上し、ボンディング時のインナーリード１ｉの長手方向廻りの転びが防止できる。
【００５６】
また、インナーリード１ｉにおけるワイヤボンディング部１ｉｂの断面形状において、中間部の幅ｒｃ２をワイヤボンディング表面の幅ｒｗ２、裏面ｒｕ２より突き出した形状に形成することにより、ワイヤボンディング部１ｉｂの幅方向の強度が増加し安定性が向上する。
【００５７】
そのため、ボンディング時においてワイヤボンディング部１ｉｂに超音波振動が発生してもワイヤボンディング部１ｉｂの横振れが防止できる。
【００５８】
更に、インナーリード１ｉから連結片１ｉｒを切断する以前に、ワイヤボンディング部１ｉｂのみならず連結片１ｉｒをも含んだ領域をコイニングし、その後、該連結片１ｉｒをインナーリード１ｉ先端から除去してそれぞれのインナーリード１ｉに分離することにより、薄板材料の板厚ｔ１の２０％〜５０％の深さでコイニングを行った場合でもインナーリード１ｉ先端のバラツキが発生しない。
【００５９】
なお、上述の実施例においては、樹脂封止体４Ｔ外にアウターリード１ｏが露出する半導体装置１Ｈに使用されるリードフレーム１を例示したが、樹脂封止体の側面にリードを突出させることなく、樹脂封止体の底面に端子パッドが露出するタイプのＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ ｐａｃｋａｇｅ）等のその他の半導体装置に使用されるリードフレームに、本発明に関わるリードフレーム及びその製造方法を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上、詳述した如く、本発明の請求項１に関わるリードフレームによれば、インナーリードのボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング面を有するワイヤボンディング部は、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さのコイニングが施されていることを特徴としている。
【００６１】
上記構成によれば、インナーリードの安定性が増加するリードフレームを実現できる。
【００６２】
本発明の請求項２に関わるリードフレームによれば、ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング裏面の幅は、ワイヤボンディング面の幅に対し少なくとも９０％以上であることを特徴としている。
【００６３】
上記構成によれば、インナーリードの安定性が増加し、ワイヤボンディング時におけるインナーリードの転びを防止できる。
【００６４】
本発明の請求項３に関わるリードフレームによれば、ワイヤボンディング部の厚さ方向の断面において、中間部の幅はワイヤボンディング面の幅およびワイヤボンディング裏面の幅より大きいことを特徴としている。
【００６５】
上記構成によれば、インナーリードの水平方向の安定性が増加し、ワイヤボンディング時におけるインナーリードの横振れを防止できる。
【００６６】
本発明の請求項４に関わるリードフレームによれば、ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング面の平坦部の幅は、コイニング加工前の幅より約１０％大きいことを特徴としている。
【００６７】
上記構成によれば、インナーリードの安定性が増加し、ワイヤボンディングが良好に行えるリードフレームが得られる。
【００６８】
本発明の請求項５に関わるリードフレームの製造方法によれば、インナーリードにおけるボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング部のワイヤボンディング面の幅がワイヤボンディング裏面の幅より幅広であるとともに、複数のインナーリードの先端が互いに繋がれるとともにダイパッドと離隔された連結片を有するリードフレームパターンを、リードフレーム母材の表裏面からエッチングして形成するパターニング工程と、ワイヤボンディング部のワイヤボンディング面と連結片とを含む領域をダイパッドにかからないように、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さでコイニングを行うコイニング工程と、連結片をインナーリードから切断する工程とを含むことを特徴としている。
【００６９】
上記構成によれば、ワイヤボンディング部のワイヤボンディング面と連結片とを含む領域をコイニングするので、インナーリード先端のバラツキが発生しない。
【００７０】
また、リードフレームにおけるインナーリードの安定性が増加し、ワイヤボンディング時におけるインナーリードの転びおよび横振れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる実施例のリードフレームを示す平面図。
【図２】図１に示すリードフレームを使用した半導体装置を示す要部断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、図１に示すリードフレームにおけるインナーリードの加工工程を示す平面図。
【図４】図１に示すリードフレームにおけるインナーリードのワイヤボンディング部を示す斜視図。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、図１に示すリードフレームにおけるインナーリードのワイヤボンディング部のエッチング後の状態を示す横断面図、およびコイニング後の状態を示す横断面図。
【図６】従来の半導体装置を示す要部断面図。
【図７】図６に示す半導体装置に使用される従来のリードフレームを示す平面図。
【図８】従来のリードフレームにおけるインナーリードの加工工程を示す平面図。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、従来のリードフレームにおけるインナーリードのワイヤボンディング部のエッチング後の状態を示す横断面図、およびコイニング後の状態を示す横断面図。
【図１０】従来のリードフレームにおけるインナーリードのワイヤボンディング部を示す斜視図。
【符号の説明】
１…リードフレーム、
１Ｈ…半導体装置、
１ｉ…インナーリード、
１ｉｂ…ワイヤボンディング部、
１ｉｒ…連結片、
１ｉｕ…ワイヤボンディング裏面、
１ｉｗ…ワイヤボンディング面、
１ｐ…ダイパッド、
２…半導体素子、
３…ボンディングワイヤ、
ｒｃ２…中間部の幅、
ｒｕ２…ワイヤボンディング裏面の幅、
ｒｗ２…ワイヤボンディング面の（平坦部の）幅。
Claims (5)
- 半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記半導体素子の電極とボンディングワイヤを介して接続され、該ダイパッドに向って延伸する複数のインナーリードとを備え、エッチングで形成されるリードフレームであって、
前記インナーリードの前記ボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング面を有するワイヤボンディング部は、リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さのコイニングが施されていることを特徴とするリードフレーム。 - 前記ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング裏面の幅は、前記ワイヤボンディング面の幅に対し少なくとも９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
- 前記ワイヤボンディング部の厚さ方向の断面において、中間部の幅は、前記ワイヤボンディング面の幅およびワイヤボンディング裏面の幅より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリードフレーム。
- 前記ワイヤボンディング部におけるワイヤボンディング面の平坦部の幅は、コイニング加工前の幅より約１０％大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のうち何れか一項に記載のリードフレーム。
- 半導体素子が搭載されるダイパッドと、前記半導体素子の電極とボンディングワイヤを介して接続され、該ダイパッドに向って延伸する複数のインナーリードとを備えるリードフレームの製造方法であって、
前記インナーリードにおける前記ボンディングワイヤが接続されるワイヤボンディング部のワイヤボンディング面の幅がワイヤボンディング裏面の幅より幅広であるとともに、前記複数のインナーリードの先端が互いに繋がれるとともにダイパッドと離隔された連結片を有するリードフレームパターンを、リードフレーム母材の表裏面からエッチングして形成するパターニング工程と、
前記ワイヤボンディング部のワイヤボンディング面と前記連結片とを含む領域を前記ダイパッドにかからないように、前記リードフレーム母材の板厚の２０％〜５０％の深さでコイニングを行うコイニング工程と、
前記連結片を前記インナーリードから切断する工程と
を含むことを特徴とするリードフレームの製造方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014165262A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Dainippon Printing Co Ltd | リードフレーム、樹脂付きリードフレーム、リードフレームの多面付け体、樹脂付きリードフレームの多面付け体、光半導体装置、光半導体装置の多面付け体 |
| CN113707634A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-26 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 片式封装外壳 |
-
2002
- 2002-06-27 JP JP2002187878A patent/JP2004031775A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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