JP2006216881A - Embedded lead frame, manufacturing method thereof and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路装置等に用いる本体リードフレームを多面付けしたリードフレームに係わり、特に、リードフレームの外周枠に特定形状の突起を設けた面付けリードフレーム及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a lead frame in which a main body lead frame used in a semiconductor integrated circuit device or the like is multi-faced, and more particularly, to a face-attached lead frame and a semiconductor device in which protrusions having a specific shape are provided on an outer peripheral frame of the lead frame.
半導体集積回路装置等に用いられるリードフレームは、金属の薄板を素材とし、フォトエッチング法または、金型を用いた打ち抜き法等にて製造されている。フォトエッチング法を用いてリードフレームを製造する場合、リードフレームの製造効率を上げるため、枚葉または長尺帯状の金属板上に本体リードフレームを多面付けして製造することが一般的となっている。 A lead frame used in a semiconductor integrated circuit device or the like is manufactured using a metal thin plate as a raw material by a photo etching method or a punching method using a mold. When manufacturing a lead frame using a photo-etching method, in order to increase the manufacturing efficiency of the lead frame, it is common to manufacture the main body lead frame on a single sheet or a long strip metal plate. Yes.
図6は、リードフレーム本体を多面付けしたリードフレームの一例を示す。
図6に示すリードフレーム20は、インナーリードとインナーリードより延在するアウターリードからなるリードフレーム本体21が4面付けされた事例で、リードフレーム本体21は連結ブリッジ22で外周枠23と連結、保持されており、本体リードフレーム21が製造工程中に分離、脱落しない構造になっている。
FIG. 6 shows an example of a lead frame in which the lead frame body is multifaceted.
The
図5(a)は、リードフレーム20をマガジンに積載し、搬送レールを用いて搬送している状態を示す上面図である。図5(b)は、リードフレーム20をマガジンに積載し、搬送レールを用いて搬送している状態を示す側断面図である。
リードフレーム20は、図5(a)及び(b)に示すように、マガジンに積載された状態で、プッシャで搬送レール上を搬送され、加工ユニットに送り込まれる。
加工ユニットでは半導体チップの実装、樹脂モールド等の半導体実装が行われる(例えば、特許文献2参照)。
このように、リードフレーム20は、エッチングプロセス及びその後のパッケージング工程でも搬送レールを用いて搬送されるのが一般的である。
FIG. 5A is a top view illustrating a state in which the
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
In the processing unit, semiconductor chip mounting, semiconductor mounting such as resin molding, and the like are performed (for example, see Patent Document 2).
As described above, the
搬送レールは、通常図4(b)に示すように、搬送レール上のリードフレームが搬送レールから逸脱しないように、搬送レールの側面に側壁を設けている。
そのため、リードフレーム20を搬送レールを用いて搬送する際、搬送レールの側壁とリードフレーム20の外周枠23が擦れて、繊維状の金属ヒゲ(例えば、長さ80μm以上)が発生し、リードフレーム本体21のリード間に付着し、半導体パッケージに仕上げたときに短絡事故を起こすという問題が発生している。
図4(a)及び(b)に、リードフレーム20の外周枠23の外周部の断面を示す部分拡大図を示す。本発明者らは、金属ヒゲの発生メカニズムを検討した結果、図4(b)に示すように、フォトエッチング法で作製されたリードフレーム20の外周枠23の外周部は中心部がえぐられた形となり、上面と下面の先端部が尖った直線状になっているため、リードフレーム20と搬送レールの側壁が接触して擦られると、リードフレーム20の外周枠23の外周部の先端が一部削られて、繊維状の金属ヒゲとなり、この繊維状の金属ヒゲ(例えば、長さ80μm以上)がリードフレーム本体21のリード間にまたがり、付着し、リード間の短絡事故を発生させる原因になっていることを見いだした。
Therefore, when the
4A and 4B are partially enlarged views showing a cross section of the outer peripheral portion of the outer
本発明は上記問題点に鑑み考案されたもので、インナーリードとインナーリードより延在するアウターリードからなるリードフレーム本体が多面付けされた面付けリードフレームを搬送レールで搬送する際に、繊維状の金属ヒゲ(例えば、長さ80μm以上)を発生させない面付けリードフレーム及びその製造方法並びに半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of the above-described problems, and when conveying an imposition lead frame having a multi-sided lead frame body composed of an inner lead and an outer lead extending from the inner lead, on a conveying rail, It is an object of the present invention to provide an imposition lead frame that does not generate metal beard (for example, a length of 80 μm or more), a manufacturing method thereof, and a semiconductor device.
本発明は、上記課題を達成するために、まず請求項1においては、インナーリードとインナーリードより延在するアウターリードからなるリードフレーム本体11が複数面付けされて、ブリッジ12で外周枠13に保持されてなる面付けリードフレーム10であって、前記面付けリードフレーム10の外周枠13側壁に山状の突起14を設けたことを特徴とする面付けリードフレーム。としたものである。
In order to achieve the above object, according to the present invention, first, in claim 1, a plurality of lead frame
また、請求項2においては、前記外周枠の山状の突起14の突起幅が10〜80μm、突起高さが10〜50μmであることを特徴とする請求項1に記載の面付けリードフレームとしたものである。
The imposition lead frame according to claim 1, wherein a projection width of the mountain-
また、請求項3においては、請求項1または2に記載の面付けリードフレームに半導体チップを搭載し、樹脂封止したことを特徴とする半導体装置。 According to a third aspect of the present invention, a semiconductor device is characterized in that a semiconductor chip is mounted on the imposition lead frame according to the first or second aspect and is sealed with a resin.
さらにまた、請求項4においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする面付けリードフレームの製造方法としたものである。
(a)金属基材の両面に感光層を形成する工程。
(b)リードフレームパターンと外周枠に山状の突起形成用パターンが形成された露光マスクを用いて前記感光層にパターン露光し、現像処理等の一連のパターニング処理を行って、金属基材の両面にレジストパターンを形成する工程。
(c)レジストパターンをマスクにして、金属基材をエッチングし、レジストパターンを剥離する工程。
Furthermore, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an imposition lead frame comprising at least the following steps.
(A) The process of forming a photosensitive layer on both surfaces of a metal base material.
(B) The photosensitive layer is subjected to pattern exposure using an exposure mask having a lead frame pattern and an outer peripheral frame formed with a mountain-shaped projection forming pattern, and a series of patterning processing such as development processing is performed to Forming a resist pattern on both sides;
(C) A step of etching the metal substrate using the resist pattern as a mask, and peeling the resist pattern.
本発明の面付けリードフレームは、面付けリードフレームの外周枠の側壁に山状の突起を設けているため、面付けリードフレームを搬送レールで搬送する際、面付けリードフレームの外周枠が搬送レールの側壁と接触し擦れても、繊維状の金属ヒゲ(例えば、長さ80μm以上)の発生を防止できる。
本発明の面付けリードフレームを用いて半導体装置を作製すれば、繊維状の金属ヒゲの付着によるリード間の短絡事故の発生もなく、信頼性のある半導体装置を提供できる。
Since the imposition lead frame of the present invention has a mountain-shaped protrusion on the side wall of the outer peripheral frame of the imposition lead frame, the outer peripheral frame of the imposition lead frame is conveyed when the imposition lead frame is conveyed by the conveyance rail. Generation of fibrous metal whiskers (for example, a length of 80 μm or more) can be prevented even if they contact and rub against the side walls of the rail.
If a semiconductor device is manufactured using the imposition lead frame of the present invention, a reliable semiconductor device can be provided without occurrence of a short circuit accident between leads due to adhesion of fibrous metal whiskers.
本発明の面付けリードフレーム及びその製造方法並びに半導体装置の実施の形態につき説明する。
図1は、本発明の面付けリードフレームの一実施例を示す面付けリードフレーム10の模式平面図を、図2は、面付けリードフレーム10の部分拡大模式平面図を示す。
請求項1に係る面付けリードフレーム10は、インナーリードとインナーリードより延在するアウターリードからなるリードフレーム本体11が4面面付けされた事例で、リードフレーム本体11は連結ブリッジ12で外周枠13に連結されて、リードフレーム本体11が製造工程中に分離、脱落しない構造になっており、搬送レールの側壁と対向する外周枠13の外周部側壁に山状の突起14が形成されているのが特徴である。
Embodiments of an imposition lead frame, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic plan view of an
An
請求項2に係る発明は、上記外周枠13の外周部に形成された山状の突起14の突起幅Wと突起高さhを規定したもので、山状の突起14の突起幅Wが10〜80μm、突起高さが10〜50μmとしたものである(図2参照)。また、山状の突起14のピッチpは任意に設定してよい。
このように、面付けリードフレーム10の外周枠13の外周部に突起幅Wが10〜80μm、突起高さが10〜50μmの山状の突起14を設けることにより、面付けリードフレーム10が搬送レール上を搬送されても、従来の面付けリードフレーム20のように搬送レール側壁との接触により外周枠23が削れて繊維状金属ヒゲ(例えば、長さ80μm以上)が発生するのを防止できる。
また、搬送レール側壁との接触によりリードフレームから金属カスが発生したとしても、山状の突起14の先端が削られる程度で少なくとも50μm以下の金属カスとなり、リードフレーム本体のリード間にまたがって、リード間の短絡事故に繋がるような金属カスの発生を防止できる。
The invention according to claim 2 defines the protrusion width W and protrusion height h of the mountain-
As described above, by providing the mountain-
Further, even if metal debris is generated from the lead frame due to contact with the conveyance rail side wall, it becomes at least 50 μm or less of metal debris to the extent that the tip of the mountain-
請求項3に係わる発明は、面付けリードフレーム10に半導体チップ31を搭載し、樹脂封止して半導体装置100を形成したものである。
具体的には、面付けリードフレーム10のリードフレーム本体11のダイパッド上に半導体チップ31をダイボンドし、半導体チップ31の電極パッドとインナーリードをワイヤボンディングで接続し、モールド樹脂51で樹脂封止し、面付けリードフレーム10の外周枠13の連結ブリッジ12を切断して、アウターリードを折り曲げて、本発明の半導体装置100を得る。
According to a third aspect of the present invention, the
Specifically, the
請求項4に係わる発明は、金属基材をフォトエッチング加工してリードフレームを作製する際リードフレーム本体のリードパターンと、外周枠の山状の突起パターンとが形成された露光マスクを用いてパターン露光、現像処理してレジストパターンを形成し、エッチング加工して、外周枠の外周部に山状の突起を設けた面付けリードフレームを作製するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, when a lead frame is produced by photoetching a metal substrate, a pattern is formed using an exposure mask in which a lead pattern of a lead frame main body and a mountain-shaped projection pattern of an outer peripheral frame are formed. A resist pattern is formed by exposure and development processing, and etching processing is performed to produce an imposition lead frame having a mountain-shaped protrusion on the outer peripheral portion of the outer peripheral frame.
具体的には、まず、銅合金等からなる金属基材を所定サイズに加工し、金属基材の両面に感光性のドライフィルムをラミネートする等の方法で感光層を形成する。
次に、リードフレーム本体のリードパターンと外周枠の外周部に山状の突起形成用パターンが形成された露光マスクを用いてパターン露光し、専用の現像液で現像処理を行い、ポストベークを行って、金属基材の両面にレジストパターンを形成する。
ここで、外周枠の外周部に形成する山状の突起パターンの突起幅Wと突起高さhは、突起幅Wが10〜80μm、突起高さが10〜50μmの範囲で適宜設定する。また、突起パターンのピッチPは、任意に設定できる(図2参照)。
また、金属基材の外周枠の外周部に形成する山状の突起パターンは、金属基材の表裏で1/2Pずらして配置しても良い。
Specifically, first, a metal layer made of a copper alloy or the like is processed into a predetermined size, and a photosensitive layer is formed by a method such as laminating a photosensitive dry film on both surfaces of the metal substrate.
Next, pattern exposure is performed using an exposure mask in which a lead pattern of the lead frame main body and an outer peripheral portion of the outer peripheral frame are formed with a chevron-shaped projection forming pattern, development processing is performed with a dedicated developer, and post baking is performed. Then, a resist pattern is formed on both surfaces of the metal substrate.
Here, the protrusion width W and the protrusion height h of the mountain-shaped protrusion pattern formed on the outer peripheral portion of the outer peripheral frame are appropriately set within a range where the protrusion width W is 10 to 80 μm and the protrusion height is 10 to 50 μm. Further, the pitch P of the protrusion pattern can be arbitrarily set (see FIG. 2).
Moreover, you may arrange | position the mountain-shaped protrusion pattern formed in the outer peripheral part of the outer periphery frame of a metal base material by 1 / 2P shift | offset | difference with the front and back of a metal base material.
次に、金属基材の両面に形成されたレジストパターンをマスクにして、塩化第2鉄等のエッチング液で金属基材をエッチングし、レジストパターンを剥離して、インナーリードとインナーリードより延在するアウターリードからなるリードフレーム本体11が4面付けされ、外周枠13の外周部に山状の突起14が形成された面付けリードフレーム100を得る(図1参照)。
ここでは、リードフレーム本体11が4面付けされた事例について説明したが、面付け数はこれに限定されるものではない。
Next, using the resist pattern formed on both sides of the metal substrate as a mask, the metal substrate is etched with an etching solution such as ferric chloride, the resist pattern is peeled off, and the inner lead and the inner lead are extended. A lead frame
Here, an example in which the lead frame
10、20……面付けリードフレーム
11、21……リードフレーム本体
12、22……連結ブリッジ
13、23……外周枠
14……山状の突起
31……半導体チップ
41……ボンディングワイヤ
51……モールド樹脂
100……半導体装置
10, 20... Imposed lead frames 11, 21... Lead
Claims (4)
(b)リードフレームパターンと外周枠に山状の突起形成用パターンが形成された露光マスクを用いて前記感光層をパターン露光し、現像処理等の一連のパターニング処理を行って、金属基材の両面にレジストパターンを形成する工程。
(c)レジストパターンをマスクにして、金属基材をエッチングし、レジストパターンを剥離する工程。 A method for manufacturing an imposition lead frame, comprising at least the following steps. (A) The process of forming a photosensitive layer on both surfaces of a metal base material.
(B) The photosensitive layer is subjected to pattern exposure using an exposure mask in which a lead frame pattern and a mountain-shaped projection forming pattern are formed on the outer peripheral frame, and a series of patterning processes such as a development process are performed to form a metal substrate. Forming a resist pattern on both sides;
(C) A step of etching the metal substrate using the resist pattern as a mask, and peeling the resist pattern.
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