JP2004319816A - リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、エッチングによりリードフレームの外周を形成しても、糸状の金属屑が発生しないリードフレーム及びそのようなリードフレームを用いた半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成されたリードフレーム10を、銅合金の圧延材をエッチングして形成する。リードフレーム10の表面10b及び裏面10cの各々と長手方向に沿った側面10aとが交わる縁部の断面における角度は90度以上である。また、リードフレーム10の側面10aに、断面において端部より突出した部分が形成される。縁部以外の側面10aの少なくとも一部分が、断面において縁部より突出する。
【選択図】 図8
【解決手段】複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成されたリードフレーム10を、銅合金の圧延材をエッチングして形成する。リードフレーム10の表面10b及び裏面10cの各々と長手方向に沿った側面10aとが交わる縁部の断面における角度は90度以上である。また、リードフレーム10の側面10aに、断面において端部より突出した部分が形成される。縁部以外の側面10aの少なくとも一部分が、断面において縁部より突出する。
【選択図】 図8
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置に用いられるリードフレームに係り、特に、プラスチックICパッケージの銅フレーム化、多ピン化を容易にする為のリードフレーム及びその製造方法に関する。
【0002】
近年のプラスチックICパッケージは、デバイスの高機能化、搭載機器の縮小化に伴い銅フレーム化や多ピン化、挟ピッチ化の必要性が強まっている。
【0003】
【従来の技術】
半導体装置において半導体素子を搭載するためのリードフレームとして銅合金よりなるリードフレームが用いられている。従来の銅リードレームは、銅合金の板材をスタンピングまたはエッチングにて所定のパターンに形成したものであり、形成されたインナリードの先端部にワイヤー付けの為の銀(Ag)メッキが施される(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
半導体装置の製造工程を簡略化するために、図1に示すように複数の素子搭載パターンが繋がった状態の短冊状のリードフレーム1を用い、リードフレーム1の状態で半導体素子を搭載して半導体装置に仕上げ、その後個々の半導体装置に分離する方法が一般的である。
【0005】
複数の素子搭載パターンが繋がった状態のリードフレーム1は、図2に示すようにコイル状に巻かれた状態で供給されるフレーム素材2から切り出される。すなわち、フレーム素材2にリードフレームのリード部やダイステージ等をパターン化するために、スタンピングやエッチングによりパターン化する際に、リードフレーム1として形成する。
【0006】
フレーム素材2は例えばコイル状に巻かれた銅合金の帯状の板材として供給される。リードフレーム1を効率的にフレーム素材2から形成するために、リードフレーム1の長手方向はフレーム素材2の長手方向に一致した状態とされ、フレーム素材2の幅方向に複数の短冊状のリードフレーム1が整列した状態で形成される。
【0007】
一般的に、フレーム素材2として圧延材が用いられており、リードフレーム1の長手方向(すなわちリードフレームが連続して形成されている方向)は、フレーム素材2の圧延方向に一致する。なお、図1及び2において、フレーム素材2の圧延方向を複数の平行な点線で示している。
【0008】
半導体装置の製造工程では、半導体素子をリードフレーム1の各素子搭載パターンに搭載し、半導体素子と素子搭載パターンのインナリードとを電気的に接続し、半導体素子を樹脂封止してから個々の半導体装置に分離する。したがって、半導体装置の製造工程では、複数の素子搭載パターンが繋がったままのリードフレーム1が供給される。
【0009】
【特許文献1】
特開平6−85129号公報(第2頁、第11図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
エッチングによりパターン形成されたリードフレーム1の製造工程や、エッチングによりパターン形成されたリードフレーム1を用いた組み立て工程において、短冊状のリードフレーム1は工程内の搬送レール上を搬送される。この際、リードフレーム1の長手方向に沿った両側面1aが搬送レールにより案内されながら、リードフレーム1を搬送する。
【0011】
ところが、エッチングにより形成したリードフレーム1を用いて製造した半導体装置のうち、微細なリードフレームを有する半導体装置に不良品が多くなることが分かった。この不良品の原因を分析した結果、図3及び図4に示すように、リードフレーム上に金属屑が付着し、これがインナリード間の短絡を誘発することがわかった。なお、図3は完成した半導体装置の断面図であり、図4はリードフレームの平面図である。リードフレーム1のダイステージ4上に半導体素子5が搭載され、半導体素子5の電極とインナリード3とがボンディングワイヤ6により電気的に接続され、半導体素子5が封止樹脂7により封止された構成を示している。
【0012】
上述の不良の原因と考えられる金属屑は、スタンピング等で打ち抜き加工したリードフレームを用いた場合には見られないような糸状の金属屑であり、長いものでは数ミリメートルの長さのものも見うけられた。このような、糸状の金属屑は、リードフレームがファインピッチとなると、図4に示すようにリードフレーム1に形成されたインナリード(インナパターン)3の間からこぼれ落ちることなく、インナリード3上に載った状態でそのまま樹脂封止されてしまう。糸状の金属屑は導電性があるため、インナリード3が短絡して不良が発生する。
【0013】
そこで、糸状の金属屑が発生する原因を調べた結果、この糸状の金属屑はリードフレーム1が半導体製造工程において搬送される際に発生することがわかった。ここで、糸状の金属屑の発生原因について、図5及び図6を参照しながら説明する。図5はリードフレーム1の側部1a付近の断面図を示し、図6はその平面図を示す。
【0014】
図5(a)に示すように、エッチングにより外周を形成したリードフレーム1の側面1aは、リードフレーム1の表面1bと裏面1cとの間の面であるが、表面1bと裏面1cに対して垂直な平面ではなく、中央部分がリードフレーム1に食い込んだような凹面となる。これは、リードフレーム1をエッチングしたために形成される形状である。
【0015】
側面1aが図5(a)に示す形状となると、側面1aと表面1b、裏面1cとが交わる縁部(エッジ)が鋭角となる。リードフレーム1が銅合金の圧延材で形成されている場合、銅合金の加工硬化などにより表面1b及び裏面1cに硬くて脆い層が形成されるが、この脆い層が縁部において鋭角となって側部に突出した状態となる。
【0016】
このような縁部を有するリードフレームが半導体製造工程において搬送される際、縁部が搬送レールなどに接触して擦られると、縁部の先端が図5(b)に示すように剥がれ落ちて金属屑となる。金属屑はリードフレーム1の側部に沿って連続しては剥がれる傾向にあり、図6に示すように糸状の金属屑となる。金属屑が糸状となる要因は、リードフレーム1がエッチングにより外周が形成されて、側面1aが凹状となること、及びリードフレーム1が圧延材であり且つ圧延方向がリードフレームの長手方向と一致していることによるものと考えられる。また、リードフレーム1が銅合金の圧延材により形成されている場合に、特に糸状の金属屑の発生が顕著となる。
【0017】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、エッチングによりリードフレームの外周を形成しても、糸状の金属屑が発生しないリードフレーム及びそのようなリードフレームの製造方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上であることを特徴とするリードフレームが提供される。
【0019】
上述の発明によれば、リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上、すなわち鋭角ではないため、当該縁部が最大に突出する部分ではなくなり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、糸状の金属屑の発生を防止することができる。
【0020】
また、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部以外の側面の少なくとも一部が、断面において該縁部より突出していることを特徴とするリードフレームが提供される。
【0021】
上述の発明によれば、リードフレームの側面において、縁部以外の部分が最大に突出する部分となり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、糸状の金属屑の発生を防止することができる。
【0022】
また、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、前記リードフレームはエッチングにより形成され、且つ前記リードフレームの外周側面は機械的に切断された面であることを特徴とするリードフレームが提供される。
【0023】
リードフレームを機械的に切断すると、その切断面は圧延材の表裏面に対した略垂直となり、側面と表裏面との交わる円部は鋭角とはならない。したがって、当該縁部が最大に突出する部分ではなくなり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、針状の金属屑の発生を防止することができる。また、機械加工としてスタンピングを用いることにより、切断端部に必然的にだれが生じ、鋭角となることが一層防止される。
【0024】
また、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、前記銅合金の圧延材の表面及び裏面に設けたエッチングマスクの前記リードフレームの長手方向に沿った外周の近傍に該外周に沿って互いに近接して整列した複数の開口を形成し、前記エッチングマスクを介して前記リードフレームを形成し且つ前記リードフレームの前記外周側面をエッチングにより形成すると共に、該開口を介して前記表面及び裏面のエッチングを行なうことを特徴とするリードフレームの製造方法が提供される。
【0025】
上述の発明によれば、近接して整列した開口を介して、圧延材の表裏面の表面が脱離しやすい層と共にエッチングにより除去されるため、リードフレームの側面と端部が突出することがなく、端部の断面にける角度を90度以上とすることができる。
【0026】
また、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、前記リードフレームはエッチングにより形成し、且つ前記リードフレームの長手方向に沿った外周側面はスタンピングによる切断加工で形成することを特徴とするリードフレームの製造方法が提供される。
【0027】
リードフレームを機械的に切断すると、その切断面は圧延材の表裏面に対した略垂直となり、側面と表裏面との交わる円部は鋭角とはならない。したがって、当該縁部が最大に突出する部分ではなくなり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、針状の金属屑の発生を防止することができる。また、機械加工としてスタンピングを用いることにより、切断端部に必然的にだれが生じ、鋭角となることが一層防止される。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【0028】
まず、本発明の第1実施例によるリードフレームについて、図7及び図8を参照しながら説明する。図7に示す本発明の第1実施例によるリードフレームは、図1に示すリードフレーム1と同様な構成のリードフレーム10に形成されるが、そのリードフレーム10は、長手方向に沿った側面10aの形状がリードフレーム1の側面1aとは異なる。なお、本実施例によるリードフレーム10も、銅合金の圧延板からなるフレーム素材から形成され、リードフレーム10の長手方向はフレーム素材の圧延方向と一致している。
【0029】
図8にリードフレーム10の側面10a付近の拡大断面図を示す。図10において、リードフレーム10の側面10aは、その断面形状において、エッチングによる切断の際に形成される端部(図中点線で示す)が除去されたような形状である。したがって、リードフレーム10の表面10b及び裏面10cと側面10aとの交わる端部は、鋭角ではなく90度以上となっている。また、側面における端部の以外の部分が突出することが好ましい。
【0030】
ここで、側面10aが図8に示すような形状となるようにリードフレーム10をエッチングにより形成するためのエッチングマスク12のパターンの一部を図9に示す。図9に示す部分は、図7に示すリードフレーム10の角部付近に対応するエッチングマスク12の一部である。エッチングマスク12はリードフレーム10にリードフレームのパターンを形成するために、リードフレーム10と同じ外形を有し、リードやステージのパターンを形成するための開口(図示せず)とガイド用のスプロケットホール12a等の開口が設けられる。エッチングマスク12が表裏両面に設けられたフレーム素材はエッチング液に浸されて、内部にリードパターンが形成されたリードフレーム10がフレーム素材から形成される。
【0031】
ここで、エッチングマスク12の外周縁部でリードフレーム10の側面10aを形成する縁部に沿って、多数の小さな開口12bが設けられる。この開口12bはリードフレーム10の側面10aを図8に示す側面10aのような形状に形成するために設けられる開口であり、エッチング条件に基づいて最適な形状、寸法及び位置が決定される。すなわち、開口12bは、丸い孔、楕円の孔、細長いスリット状の孔とすることができ、その形状の寸法及び縁部からの距離は、エッチングにより形成される側面10aの形状を考慮して決定される。
【0032】
以上のように開口12bを有するエッチングマスク12を用いてエッチングすることにより、リードフレーム10の縁部の表面付近が僅かにエッチングされて除去されることとなり、側面10aは図8に示すような形状となり、図6に示すような糸状の金属屑となる部分を予め除去しておくことができる。
【0033】
また、側面10aの形状は、その端部以外の部分が最も突出した形状となり、リードフレーム10を搬送するための搬送レールに接触する部分は、表面10b又は裏面10cと側面10aとが交わる縁部ではなく、側面10aの凸状に突出した部分となる。したがって、糸状の金属屑となり得る層がリードフレーム10の表面10b又は裏面10cと側面10aが交わる縁部に形成されていたとしても、縁部が擦れることがないため、糸状の金属屑の発生を防止することができる。
【0034】
次に、本発明の第2実施例によるリードフレームについて、図10を参照しながら説明する。図10は本発明の第2実施例によるリードフレームが形成されたリードフレーム20の側面付近を拡大して示す図である。
【0035】
本実施例によるリードフレーム20は、エッチングにより切り出すのではなく、スタンピング等の金型を用いた打ち抜き加工により切り出すことを特徴とする。すなわち、インナリード等のパターンはエッチングにより予め形成した後、個々のリードフレーム20の外周を形成する。
【0036】
スタンピング等の打ち抜き加工によりリードフレーム20の外周を形成すると、側面20aAはほぼ垂直な平面となるが、表面20bとの縁部は変形して丸みを帯びる。したがって、図5(a)に示すような縁部の鋭角な突出部が形成されないため、糸状の金像屑の発生を防止することができる。
【0037】
次に、本発明の第3実施例によるリードフレームについて、図11及び12を参照しながら説明する。図11は本発明の第3実施例によるリードフレームが形成されたリードフレームの平面図であり、図12は本発明の第3実施例によるリードフレームが形成されるフレーム素材の一部を示す平面図である。
【0038】
本発明の第3実施例によるリードフレーム30は、図11に示すように形状としては図7に示すリードフレーム10と同様であり、エッチングにより外周が形成されるが、リードフレーム30の長手方向がフレーム素材の圧延方向に一致しないことが異なる。
【0039】
すなわち、本実施例では、図12に示すように、銅合金の圧延板によるフレーム素材2の圧延方向に対して、リードフレーム30の長手方向(すなわちリードフレームが繋がった方向)が垂直となるように、リードフレーム30が形成される。
【0040】
このように、フレーム素材2の圧延方向とリードフレーム30の長手方向とが一致しないように構成することにより、リードフレーム30の側面の縁部が搬送レール等に擦られて脱離しても、脱離した金属屑は連続した糸状にはならず、細かな粒子状になる。したがって、細かな粒子状の金属屑はリードとリードの間に延在せずに、搬送中にリードフレーム30からこぼれ落ちることとなる。したがって、糸状の金属屑のようにリード間を短絡することはなく、半導体装置の不良発生を防止することができる。
【0041】
なお、上述の実施例によるリードフレームは、半導体装置の製造工程に用いられる。すなわち、リードフレームに形成された複数の素子搭載パターンの各々に対して半導体素子が搭載され、半導体素子の電極と対応するインナリードとがボンディングワイヤ等により電気的に接続され、半導体素子が樹脂封止されて半導体装置形成される。この状態では、リードフレーム上に半導体装置が繋がっているので、個々の半導体装置に分離して、図3に示すような(ただし、糸状の金属屑のない)半導体パッケージが完成する。
【0042】
以上のように本明細書は以下の発明を開示する。
【0043】
(付記1) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上であることを特徴とするリードフレーム。
【0044】
(付記2) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部以外の側面の少なくとも一部が、断面において該縁部より突出していることを特徴とするリードフレーム。
【0045】
(付記3) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームはエッチングにより形成され、且つ前記リードフレームの外周側面は機械的に切断された面であることを特徴とするリードフレーム。
【0046】
(付記4) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームの長手方向は、前記リードフレームの圧延方向と異なることを特徴とするリードフレーム。
【0047】
(付記5) 複数のリードフレームが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、
前記銅合金の圧延材の表面及び裏面に設けたエッチングマスクの前記リードフレームの長手方向に沿った外周の近傍に該外周に沿って互いに近接して整列した複数の開口を形成し、
前記エッチングマスクを介して前記リードフレームを形成し且つ前記リードフレームの前記外周側面をエッチングにより形成すると共に、該開口を介して前記表面及び裏面のエッチングを行なうことを特徴とするリードフレームの製造方法。
【0048】
(付記6) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、
前記リードフレームの表面及び裏面の長手方向に沿った端部近傍に相当する前記銅合金の圧延材の部分の表面層をエッチングにより除去し、
前記リードフレームをエッチングにより前記銅合金の圧延材から形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【0049】
(付記7) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、
前記リードフレームはエッチングにより形成し、且つ前記リードフレームの長手方向に沿った外周側面はスタンピングによる切断加工で形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【0050】
(付記8) 付記1乃至4のうちいずれか一項記載のリードフレームの各素子搭載パターンに半導体素子を搭載し、各半導体素子を各素子搭載パターンのリードに電気的に接続した後に各半導体素子をリードフレーム上で樹脂封止して半導体装置を形成し、各半導体装置を個別に分離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【0051】
(付記9) 付記5乃至7のうちいずれか一項記載のリードフレームの製造方法により形成したリードフレームの各素子搭載パターンに半導体素子を搭載し、各半導体素子を各素子搭載パターンのリードに電気的に接続した後に各半導体素子をリードフレーム上で樹脂封止して半導体装置を形成し、各半導体装置を個別に分離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上であり、当該縁部が最大に突出する部分ではなくなり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、針状の金属屑の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のリードフレームの平面図である。
【図2】図1に示すリードフレームが形成されるフレーム素材の平面図である。
【図3】本発明が解決する問題点を説明するための半導体装置の断面図である。
【図4】本発明が解決する問題点を説明するためのリードフレームの平面図である。
【図5】本発明が解決する問題点を説明するためのリードフレームの断面図である。
【図6】本発明が解決する問題点を説明するためのリードフレームの平面図である。
【図7】本発明の第1実施例によるリードフレームの平面図である。
【図8】図7に示すリードフレームの側面付近の拡大断面図である。
【図9】図8に示す側面形状を形成するために設けられるエッチングマスクの一部の平面図である。
【図10】本発明の第2実施例によるリードフレームの側面付近を拡大して示す断面図である。
【図11】本発明の第3実施例によるリードフレームの平面図である。
【図12】図11に示すリードフレームが形成されるフレーム素材の一部を示す平面図である。
【符号の説明】
1,10,20,30 リードフレーム
2 フレーム素材
3 インナリード
4 ダイステージ
5 半導体素子
6 ボンディングワイヤ
7 封止樹脂
10a,20a,30a 側面
10b,20b 表面
10c,20c 裏面
12 エッチングマスク
12a スプロケットホール
12b 開口
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置に用いられるリードフレームに係り、特に、プラスチックICパッケージの銅フレーム化、多ピン化を容易にする為のリードフレーム及びその製造方法に関する。
【0002】
近年のプラスチックICパッケージは、デバイスの高機能化、搭載機器の縮小化に伴い銅フレーム化や多ピン化、挟ピッチ化の必要性が強まっている。
【0003】
【従来の技術】
半導体装置において半導体素子を搭載するためのリードフレームとして銅合金よりなるリードフレームが用いられている。従来の銅リードレームは、銅合金の板材をスタンピングまたはエッチングにて所定のパターンに形成したものであり、形成されたインナリードの先端部にワイヤー付けの為の銀(Ag)メッキが施される(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
半導体装置の製造工程を簡略化するために、図1に示すように複数の素子搭載パターンが繋がった状態の短冊状のリードフレーム1を用い、リードフレーム1の状態で半導体素子を搭載して半導体装置に仕上げ、その後個々の半導体装置に分離する方法が一般的である。
【0005】
複数の素子搭載パターンが繋がった状態のリードフレーム1は、図2に示すようにコイル状に巻かれた状態で供給されるフレーム素材2から切り出される。すなわち、フレーム素材2にリードフレームのリード部やダイステージ等をパターン化するために、スタンピングやエッチングによりパターン化する際に、リードフレーム1として形成する。
【0006】
フレーム素材2は例えばコイル状に巻かれた銅合金の帯状の板材として供給される。リードフレーム1を効率的にフレーム素材2から形成するために、リードフレーム1の長手方向はフレーム素材2の長手方向に一致した状態とされ、フレーム素材2の幅方向に複数の短冊状のリードフレーム1が整列した状態で形成される。
【0007】
一般的に、フレーム素材2として圧延材が用いられており、リードフレーム1の長手方向(すなわちリードフレームが連続して形成されている方向)は、フレーム素材2の圧延方向に一致する。なお、図1及び2において、フレーム素材2の圧延方向を複数の平行な点線で示している。
【0008】
半導体装置の製造工程では、半導体素子をリードフレーム1の各素子搭載パターンに搭載し、半導体素子と素子搭載パターンのインナリードとを電気的に接続し、半導体素子を樹脂封止してから個々の半導体装置に分離する。したがって、半導体装置の製造工程では、複数の素子搭載パターンが繋がったままのリードフレーム1が供給される。
【0009】
【特許文献1】
特開平6−85129号公報(第2頁、第11図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
エッチングによりパターン形成されたリードフレーム1の製造工程や、エッチングによりパターン形成されたリードフレーム1を用いた組み立て工程において、短冊状のリードフレーム1は工程内の搬送レール上を搬送される。この際、リードフレーム1の長手方向に沿った両側面1aが搬送レールにより案内されながら、リードフレーム1を搬送する。
【0011】
ところが、エッチングにより形成したリードフレーム1を用いて製造した半導体装置のうち、微細なリードフレームを有する半導体装置に不良品が多くなることが分かった。この不良品の原因を分析した結果、図3及び図4に示すように、リードフレーム上に金属屑が付着し、これがインナリード間の短絡を誘発することがわかった。なお、図3は完成した半導体装置の断面図であり、図4はリードフレームの平面図である。リードフレーム1のダイステージ4上に半導体素子5が搭載され、半導体素子5の電極とインナリード3とがボンディングワイヤ6により電気的に接続され、半導体素子5が封止樹脂7により封止された構成を示している。
【0012】
上述の不良の原因と考えられる金属屑は、スタンピング等で打ち抜き加工したリードフレームを用いた場合には見られないような糸状の金属屑であり、長いものでは数ミリメートルの長さのものも見うけられた。このような、糸状の金属屑は、リードフレームがファインピッチとなると、図4に示すようにリードフレーム1に形成されたインナリード(インナパターン)3の間からこぼれ落ちることなく、インナリード3上に載った状態でそのまま樹脂封止されてしまう。糸状の金属屑は導電性があるため、インナリード3が短絡して不良が発生する。
【0013】
そこで、糸状の金属屑が発生する原因を調べた結果、この糸状の金属屑はリードフレーム1が半導体製造工程において搬送される際に発生することがわかった。ここで、糸状の金属屑の発生原因について、図5及び図6を参照しながら説明する。図5はリードフレーム1の側部1a付近の断面図を示し、図6はその平面図を示す。
【0014】
図5(a)に示すように、エッチングにより外周を形成したリードフレーム1の側面1aは、リードフレーム1の表面1bと裏面1cとの間の面であるが、表面1bと裏面1cに対して垂直な平面ではなく、中央部分がリードフレーム1に食い込んだような凹面となる。これは、リードフレーム1をエッチングしたために形成される形状である。
【0015】
側面1aが図5(a)に示す形状となると、側面1aと表面1b、裏面1cとが交わる縁部(エッジ)が鋭角となる。リードフレーム1が銅合金の圧延材で形成されている場合、銅合金の加工硬化などにより表面1b及び裏面1cに硬くて脆い層が形成されるが、この脆い層が縁部において鋭角となって側部に突出した状態となる。
【0016】
このような縁部を有するリードフレームが半導体製造工程において搬送される際、縁部が搬送レールなどに接触して擦られると、縁部の先端が図5(b)に示すように剥がれ落ちて金属屑となる。金属屑はリードフレーム1の側部に沿って連続しては剥がれる傾向にあり、図6に示すように糸状の金属屑となる。金属屑が糸状となる要因は、リードフレーム1がエッチングにより外周が形成されて、側面1aが凹状となること、及びリードフレーム1が圧延材であり且つ圧延方向がリードフレームの長手方向と一致していることによるものと考えられる。また、リードフレーム1が銅合金の圧延材により形成されている場合に、特に糸状の金属屑の発生が顕著となる。
【0017】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、エッチングによりリードフレームの外周を形成しても、糸状の金属屑が発生しないリードフレーム及びそのようなリードフレームの製造方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上であることを特徴とするリードフレームが提供される。
【0019】
上述の発明によれば、リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上、すなわち鋭角ではないため、当該縁部が最大に突出する部分ではなくなり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、糸状の金属屑の発生を防止することができる。
【0020】
また、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部以外の側面の少なくとも一部が、断面において該縁部より突出していることを特徴とするリードフレームが提供される。
【0021】
上述の発明によれば、リードフレームの側面において、縁部以外の部分が最大に突出する部分となり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、糸状の金属屑の発生を防止することができる。
【0022】
また、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、前記リードフレームはエッチングにより形成され、且つ前記リードフレームの外周側面は機械的に切断された面であることを特徴とするリードフレームが提供される。
【0023】
リードフレームを機械的に切断すると、その切断面は圧延材の表裏面に対した略垂直となり、側面と表裏面との交わる円部は鋭角とはならない。したがって、当該縁部が最大に突出する部分ではなくなり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、針状の金属屑の発生を防止することができる。また、機械加工としてスタンピングを用いることにより、切断端部に必然的にだれが生じ、鋭角となることが一層防止される。
【0024】
また、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、前記銅合金の圧延材の表面及び裏面に設けたエッチングマスクの前記リードフレームの長手方向に沿った外周の近傍に該外周に沿って互いに近接して整列した複数の開口を形成し、前記エッチングマスクを介して前記リードフレームを形成し且つ前記リードフレームの前記外周側面をエッチングにより形成すると共に、該開口を介して前記表面及び裏面のエッチングを行なうことを特徴とするリードフレームの製造方法が提供される。
【0025】
上述の発明によれば、近接して整列した開口を介して、圧延材の表裏面の表面が脱離しやすい層と共にエッチングにより除去されるため、リードフレームの側面と端部が突出することがなく、端部の断面にける角度を90度以上とすることができる。
【0026】
また、本発明によれば、複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、前記リードフレームはエッチングにより形成し、且つ前記リードフレームの長手方向に沿った外周側面はスタンピングによる切断加工で形成することを特徴とするリードフレームの製造方法が提供される。
【0027】
リードフレームを機械的に切断すると、その切断面は圧延材の表裏面に対した略垂直となり、側面と表裏面との交わる円部は鋭角とはならない。したがって、当該縁部が最大に突出する部分ではなくなり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、針状の金属屑の発生を防止することができる。また、機械加工としてスタンピングを用いることにより、切断端部に必然的にだれが生じ、鋭角となることが一層防止される。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【0028】
まず、本発明の第1実施例によるリードフレームについて、図7及び図8を参照しながら説明する。図7に示す本発明の第1実施例によるリードフレームは、図1に示すリードフレーム1と同様な構成のリードフレーム10に形成されるが、そのリードフレーム10は、長手方向に沿った側面10aの形状がリードフレーム1の側面1aとは異なる。なお、本実施例によるリードフレーム10も、銅合金の圧延板からなるフレーム素材から形成され、リードフレーム10の長手方向はフレーム素材の圧延方向と一致している。
【0029】
図8にリードフレーム10の側面10a付近の拡大断面図を示す。図10において、リードフレーム10の側面10aは、その断面形状において、エッチングによる切断の際に形成される端部(図中点線で示す)が除去されたような形状である。したがって、リードフレーム10の表面10b及び裏面10cと側面10aとの交わる端部は、鋭角ではなく90度以上となっている。また、側面における端部の以外の部分が突出することが好ましい。
【0030】
ここで、側面10aが図8に示すような形状となるようにリードフレーム10をエッチングにより形成するためのエッチングマスク12のパターンの一部を図9に示す。図9に示す部分は、図7に示すリードフレーム10の角部付近に対応するエッチングマスク12の一部である。エッチングマスク12はリードフレーム10にリードフレームのパターンを形成するために、リードフレーム10と同じ外形を有し、リードやステージのパターンを形成するための開口(図示せず)とガイド用のスプロケットホール12a等の開口が設けられる。エッチングマスク12が表裏両面に設けられたフレーム素材はエッチング液に浸されて、内部にリードパターンが形成されたリードフレーム10がフレーム素材から形成される。
【0031】
ここで、エッチングマスク12の外周縁部でリードフレーム10の側面10aを形成する縁部に沿って、多数の小さな開口12bが設けられる。この開口12bはリードフレーム10の側面10aを図8に示す側面10aのような形状に形成するために設けられる開口であり、エッチング条件に基づいて最適な形状、寸法及び位置が決定される。すなわち、開口12bは、丸い孔、楕円の孔、細長いスリット状の孔とすることができ、その形状の寸法及び縁部からの距離は、エッチングにより形成される側面10aの形状を考慮して決定される。
【0032】
以上のように開口12bを有するエッチングマスク12を用いてエッチングすることにより、リードフレーム10の縁部の表面付近が僅かにエッチングされて除去されることとなり、側面10aは図8に示すような形状となり、図6に示すような糸状の金属屑となる部分を予め除去しておくことができる。
【0033】
また、側面10aの形状は、その端部以外の部分が最も突出した形状となり、リードフレーム10を搬送するための搬送レールに接触する部分は、表面10b又は裏面10cと側面10aとが交わる縁部ではなく、側面10aの凸状に突出した部分となる。したがって、糸状の金属屑となり得る層がリードフレーム10の表面10b又は裏面10cと側面10aが交わる縁部に形成されていたとしても、縁部が擦れることがないため、糸状の金属屑の発生を防止することができる。
【0034】
次に、本発明の第2実施例によるリードフレームについて、図10を参照しながら説明する。図10は本発明の第2実施例によるリードフレームが形成されたリードフレーム20の側面付近を拡大して示す図である。
【0035】
本実施例によるリードフレーム20は、エッチングにより切り出すのではなく、スタンピング等の金型を用いた打ち抜き加工により切り出すことを特徴とする。すなわち、インナリード等のパターンはエッチングにより予め形成した後、個々のリードフレーム20の外周を形成する。
【0036】
スタンピング等の打ち抜き加工によりリードフレーム20の外周を形成すると、側面20aAはほぼ垂直な平面となるが、表面20bとの縁部は変形して丸みを帯びる。したがって、図5(a)に示すような縁部の鋭角な突出部が形成されないため、糸状の金像屑の発生を防止することができる。
【0037】
次に、本発明の第3実施例によるリードフレームについて、図11及び12を参照しながら説明する。図11は本発明の第3実施例によるリードフレームが形成されたリードフレームの平面図であり、図12は本発明の第3実施例によるリードフレームが形成されるフレーム素材の一部を示す平面図である。
【0038】
本発明の第3実施例によるリードフレーム30は、図11に示すように形状としては図7に示すリードフレーム10と同様であり、エッチングにより外周が形成されるが、リードフレーム30の長手方向がフレーム素材の圧延方向に一致しないことが異なる。
【0039】
すなわち、本実施例では、図12に示すように、銅合金の圧延板によるフレーム素材2の圧延方向に対して、リードフレーム30の長手方向(すなわちリードフレームが繋がった方向)が垂直となるように、リードフレーム30が形成される。
【0040】
このように、フレーム素材2の圧延方向とリードフレーム30の長手方向とが一致しないように構成することにより、リードフレーム30の側面の縁部が搬送レール等に擦られて脱離しても、脱離した金属屑は連続した糸状にはならず、細かな粒子状になる。したがって、細かな粒子状の金属屑はリードとリードの間に延在せずに、搬送中にリードフレーム30からこぼれ落ちることとなる。したがって、糸状の金属屑のようにリード間を短絡することはなく、半導体装置の不良発生を防止することができる。
【0041】
なお、上述の実施例によるリードフレームは、半導体装置の製造工程に用いられる。すなわち、リードフレームに形成された複数の素子搭載パターンの各々に対して半導体素子が搭載され、半導体素子の電極と対応するインナリードとがボンディングワイヤ等により電気的に接続され、半導体素子が樹脂封止されて半導体装置形成される。この状態では、リードフレーム上に半導体装置が繋がっているので、個々の半導体装置に分離して、図3に示すような(ただし、糸状の金属屑のない)半導体パッケージが完成する。
【0042】
以上のように本明細書は以下の発明を開示する。
【0043】
(付記1) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上であることを特徴とするリードフレーム。
【0044】
(付記2) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部以外の側面の少なくとも一部が、断面において該縁部より突出していることを特徴とするリードフレーム。
【0045】
(付記3) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームはエッチングにより形成され、且つ前記リードフレームの外周側面は機械的に切断された面であることを特徴とするリードフレーム。
【0046】
(付記4) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームの長手方向は、前記リードフレームの圧延方向と異なることを特徴とするリードフレーム。
【0047】
(付記5) 複数のリードフレームが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、
前記銅合金の圧延材の表面及び裏面に設けたエッチングマスクの前記リードフレームの長手方向に沿った外周の近傍に該外周に沿って互いに近接して整列した複数の開口を形成し、
前記エッチングマスクを介して前記リードフレームを形成し且つ前記リードフレームの前記外周側面をエッチングにより形成すると共に、該開口を介して前記表面及び裏面のエッチングを行なうことを特徴とするリードフレームの製造方法。
【0048】
(付記6) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、
前記リードフレームの表面及び裏面の長手方向に沿った端部近傍に相当する前記銅合金の圧延材の部分の表面層をエッチングにより除去し、
前記リードフレームをエッチングにより前記銅合金の圧延材から形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【0049】
(付記7) 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、
前記リードフレームはエッチングにより形成し、且つ前記リードフレームの長手方向に沿った外周側面はスタンピングによる切断加工で形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【0050】
(付記8) 付記1乃至4のうちいずれか一項記載のリードフレームの各素子搭載パターンに半導体素子を搭載し、各半導体素子を各素子搭載パターンのリードに電気的に接続した後に各半導体素子をリードフレーム上で樹脂封止して半導体装置を形成し、各半導体装置を個別に分離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【0051】
(付記9) 付記5乃至7のうちいずれか一項記載のリードフレームの製造方法により形成したリードフレームの各素子搭載パターンに半導体素子を搭載し、各半導体素子を各素子搭載パターンのリードに電気的に接続した後に各半導体素子をリードフレーム上で樹脂封止して半導体装置を形成し、各半導体装置を個別に分離することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上であり、当該縁部が最大に突出する部分ではなくなり、当該縁部が搬送レール等と接触することがない。したがって、リードフレームの縁部に脱離しやすい層が形成されていたとしても、この層が擦れて脱離することを防止でき、針状の金属屑の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のリードフレームの平面図である。
【図2】図1に示すリードフレームが形成されるフレーム素材の平面図である。
【図3】本発明が解決する問題点を説明するための半導体装置の断面図である。
【図4】本発明が解決する問題点を説明するためのリードフレームの平面図である。
【図5】本発明が解決する問題点を説明するためのリードフレームの断面図である。
【図6】本発明が解決する問題点を説明するためのリードフレームの平面図である。
【図7】本発明の第1実施例によるリードフレームの平面図である。
【図8】図7に示すリードフレームの側面付近の拡大断面図である。
【図9】図8に示す側面形状を形成するために設けられるエッチングマスクの一部の平面図である。
【図10】本発明の第2実施例によるリードフレームの側面付近を拡大して示す断面図である。
【図11】本発明の第3実施例によるリードフレームの平面図である。
【図12】図11に示すリードフレームが形成されるフレーム素材の一部を示す平面図である。
【符号の説明】
1,10,20,30 リードフレーム
2 フレーム素材
3 インナリード
4 ダイステージ
5 半導体素子
6 ボンディングワイヤ
7 封止樹脂
10a,20a,30a 側面
10b,20b 表面
10c,20c 裏面
12 エッチングマスク
12a スプロケットホール
12b 開口
Claims (5)
- 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部の断面における角度が90度以上であることを特徴とするリードフレーム。 - 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームの表面及び裏面の各々と長手方向に沿った側面とが交わる縁部以外の側面の少なくとも一部が、断面において該縁部より突出していることを特徴とするリードフレーム。 - 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームであって、
前記リードフレームはエッチングにより形成され、且つ前記リードフレームの外周側面は機械的に切断された面であることを特徴とするリードフレーム。 - 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成され、エッチングにより形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、
前記銅合金の圧延材の表面及び裏面に設けたエッチングマスクの前記リードフレームの長手方向に沿った外周の近傍に該外周に沿って互いに近接して整列した複数の開口を形成し、
前記エッチングマスクを介して前記リードフレームを形成し且つ前記リードフレームの前記外周側面をエッチングにより形成すると共に、該開口を介して前記表面及び裏面のエッチングを行なうことを特徴とするリードフレームの製造方法。 - 複数の素子搭載パターンが長手方向に繋がって形成された銅合金の圧延材よりなるリードフレームの製造方法であって、
前記リードフレームはエッチングにより形成し、且つ前記リードフレームの長手方向に沿った外周側面はスタンピングによる切断加工で形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
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Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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