JP2007165458A - Lead frame and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リードフレームとその製造方法およびそれを用いた半導体装置に関し、特に半導体素子から発生する熱を効率よく放熱する技術に関する。 The present invention relates to a lead frame, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device using the lead frame, and more particularly to a technique for efficiently radiating heat generated from a semiconductor element.
近年、高出力や高周波数の要求から半導体装置の中に実装される集積回路(以下ICと称す)や電界効果トランジスタ(以下FETと称す)や発光ダイオード(以下LEDと称す)などの半導体素子から数ワット程度の熱が発生する様になってきた。こうした半導体素子から発生する熱を効率良く放熱する手段として、リードフレームフレームに放熱板を備えた半導体装置があった(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, semiconductor devices such as integrated circuits (hereinafter referred to as ICs), field effect transistors (hereinafter referred to as FETs), and light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) mounted in semiconductor devices due to demands for high output and high frequency. A few watts of heat has been generated. As means for efficiently dissipating heat generated from such a semiconductor element, there has been a semiconductor device having a heat sink on a lead frame frame (see, for example, Patent Document 1).
図4は、前記特許文献1に記載された従来の半導体装置を示した断面図である。図4において、101は半導体装置であり、インナーリード102およびアウターリード103を備えたリードフレーム104はその中央部にタブ105が形成されている。タブ105のほぼ中央部に開口部106が設けられている。リードフレーム103の開口部106には底面から放熱板107が挿入され、放熱板107は、外縁部に機械的圧力を加えることによりリードフレーム104に圧着されて、放熱板107とリードフレーム104と嵌合し、放熱板107上面に半導体素子108が搭載されている。半導体素子108はインナーリード102と導電性ワイヤ109を介して接続し、インナーリード102、放熱板107、半導体素子108、導電性ワイヤ109とを絶縁性樹脂110により樹脂封止していた。
しかしながら、前記従来の構成では、放熱板107に機械的圧力を加えることによりリードフレーム104に圧着する際、リードフレーム104の圧着部に応力がかかるため、リードフレーム104に変形が生じるという問題点があった。
However, in the conventional configuration, when the pressure is applied to the
また、放熱板107をリードフレーム104の開口部106に挿入する際、リードフレーム104の開口部106の挿入部に破断面が形成されているため挿入性が悪く、外部ガイドなどを設ける必要があった。
Further, when the
また、放熱板107をリードフレーム104の開口部106に挿入する際、放熱板107とリードフレーム104との接触面積が小さいため、放熱板107の位置精度を保つことが困難である。
Further, when the
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、放熱効果が良好で信頼性にも優れたリードフレームとその製造方法およびそれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a lead frame having a good heat dissipation effect and excellent reliability, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device using the lead frame.
前記従来の課題を解決するために、本発明のリードフレームは、フレーム部と、フレーム部から内方に延出したリードおよびタブとからなり、タブの領域に放熱板が挿入される開口部が形成され、開口部に鍔部が形成され、鍔部が形成された開口部に放熱板の素子搭載部を上面とし圧着されたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the lead frame of the present invention includes a frame portion, leads and tabs extending inward from the frame portion, and an opening portion into which a heat sink is inserted in the tab region. In this case, a flange is formed in the opening, and the opening in which the flange is formed is pressure-bonded with the element mounting portion of the heat sink as the upper surface.
これによれば、リードフレームの鍔部に放熱板を圧着することにより一体とし、タブに直接、圧着の際の応力が加わらずリードフレームの変形を防ぐことが可能となる。 According to this, it is possible to prevent the lead frame from being deformed by applying a heat radiation plate to the flange portion of the lead frame so as to be integrated, and applying stress to the tab directly.
本発明のリードフレームの製造方法は、フレーム部と、フレーム部から内方に延出したリードおよびタブとを形成する工程と、タブの領域で上下に貫通した開口部を形成する工程と、開口部にバーリング加工を施し上下方向の何れか一方に開口後部より延在した鍔部を形成する工程と、開口部に放熱板を挿入し前記タブと放熱板とを装着する工程とを備えたものである。 The lead frame manufacturing method of the present invention includes a step of forming a frame portion, a lead and a tab extending inwardly from the frame portion, a step of forming an opening vertically penetrating in the region of the tab, and an opening And a step of forming a flange extending from the rear portion of the opening in one of the vertical directions and a step of inserting the heat sink into the opening and mounting the tab and the heat sink. It is.
本発明によれば、リードフレームにバーリング加工を施すことにより、開口部の放熱板挿入部に必然的にフィレットと称されるRが生じるため、これが放熱板を挿入する際の挿入ガイドとなる。このため外部ガイドを必要とせず放熱板を開口部に挿入することができる。また、放熱板がリードフレームの鍔部と面で接するため接触面積が大きく、放熱性の向上が図れるとともに位置精度に優れるリードフレームを実現することができる。 According to the present invention, by performing burring on the lead frame, an R called a fillet is inevitably generated in the heat sink insertion portion of the opening, and this serves as an insertion guide when the heat sink is inserted. For this reason, a heat sink can be inserted in an opening part, without requiring an external guide. In addition, since the heat radiating plate is in contact with the flange portion of the lead frame at the surface, the contact area is large, and it is possible to realize a lead frame that can improve heat dissipation and is excellent in positional accuracy.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1(a)は、本発明の実施の形態1におけるリードフレームを示した正面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A’線に沿った断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a front view showing a lead frame according to
図1(a)、(b)において、1は金属薄板材からなるリードフレームであり、2はインナーリードであり、3はインナーリード2と導通接続されたアウターリードであり、4はアウターリード3を相互に固定するためのタイバーである。
1A and 1B, 1 is a lead frame made of a thin metal plate, 2 is an inner lead, 3 is an outer lead electrically connected to the
なお、インナーリード2とアウターリード3は後述する樹脂封止により内包される側をインナーリード2、露出される側をアウターリード3とされることが多い。また、タイバー4は樹脂封止された後に分離除去される各リードを固定する補助的な手段である。
In many cases, the
5はリードフレーム1のほぼ中央部に設けられたタブであり、タブ5の中央部には開口部6が形成され、開口部6には銅、銅合金、アルミニウムやセラミックなどの熱導性に優れた素材からなる放熱板7が挿入され装着されている。
このとき、タブ5に設けられた開口部6にはバーリングと称されるプレス加工が施され鍔部12が形成されている。
At this time, the
これによれば、放熱板7とタブ5の接触面積が大きいため、後述する半導体素子で発生した熱が、放熱板7及びタブの2つの経路を介して外部に効率よく放熱される。
According to this, since the contact area between the
さらに、タブ5をディプレスによりリードフレーム1より下方に押し下げられている。
Further, the
これによれば、後述するワイヤーボンディング性を向上させることができる。 According to this, the wire bonding property mentioned later can be improved.
(実施の形態2)
図2(a)〜(e)は、本発明の実施の形態2におけるリードフレームの製造工程フローに沿った断面図である。
(Embodiment 2)
2A to 2E are cross-sectional views along the manufacturing process flow of the lead frame in
図2(a)〜(e)において、図1(a)、(b)と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。 2A to 2E, the same components as those in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図2(a)〜(e)において、金属薄板材(図示せず)をプレス加工またはエッチング加工により、インナーリード2、アウターリード3、タイバー4、タブ5、開口部6を形成する(図2(a))。このとき、開口部6は後ほど挿入される放熱板7の形状に合わせて丸形や四角形に形成されている。
2A to 2E, an
プレス加工により開口部6にバーリング加工を施す(図2(b))。このとき、開口部6にはバーリング加工により上下方向の何れか一方に開口部6より延在した鍔部12が形成される。また、鍔部12は垂直、傾斜など適宜選択可能である。これによれば、後ほど挿入される放熱板7の挿入性向上、密着性向上に優れる。
The opening 6 is subjected to burring by press working (FIG. 2B). At this time, a flange 12 extending from the
タブ5をディプレスによりリードフレーム1より下方に押し下げる(図2(c))。このとき、タブ5後ほど挿入される放熱板上面とリードフレーム1とが略同一平面となる様ディプレスされる。これによれば、ワイヤーボンディング性に優れる。
The
そして、少なくとも段差部をひとつ備えたT字形に形成した放熱板7を開口部6に挿入し装着する(図2(d)、(e))。
And the
このとき、放熱板7はパンチにより上面に叩き加工を施し、タブ5を放熱板7で狭圧してかしめ付けしている。
At this time, the
さらに、放熱板7を挿入しかしめ付けする工程を図3(a)、(b)を用いて詳細に説明する。
Further, the process of inserting or fitting the
図3(a)において、かしめ付けを行う金型は断面視でハの字形状に形成したパンチ31と平坦部備えたダイ32とからなる。 In FIG. 3A, a die for caulking includes a punch 31 formed in a cross-sectional shape in a cross-sectional view and a die 32 having a flat portion.
放熱板7の下面にダイ32を当接し、上面にパンチ31のハの字形状に形成した傾斜面で放熱板7の上面周縁部に圧力を加え狭圧してかしめ付けている。
The
これによれば、パンチ31に形成した傾斜面により、狭圧の際に加圧力がタブの中心にかかり放熱板7の位置精度が高くなる。
According to this, due to the inclined surface formed in the punch 31, the applied pressure is applied to the center of the tab when the pressure is narrow, and the positional accuracy of the
放熱板7の周縁部をパンチ31で狭圧することで放熱板7の周縁部からタブ5に放熱板7の一部の肉が逃げ鍔部12を押さえつける。このようにして放熱板7とタブ5がかしめ付けされる。
By narrowing the peripheral edge of the
以上のように本発明は、リードフレームのタブ内部にタブの外周枠を残してバーリング加工が施された開口部を設け、開口部に放熱板7を挿入し、放熱板7の上面からパンチなどで機械的圧力を加えてバーリング加工部上部に放熱板7を圧着する。このようにバーリング加工を施すことにより、圧着の際のリードフレームに加わる応力を低減させ、リードフレームに変形を生じることなく放熱板7とリードフレームとを一体とすることが可能となる。
As described above, according to the present invention, an opening that is subjected to burring processing is provided in the tab of the lead frame, leaving the outer peripheral frame of the tab, the
また、リードフレームにバーリング加工を施す際において、開口部の放熱板7が挿入される部分には必然的にフレットと称されるRが生じるため、これが放熱板7を挿入する際の挿入ガイドとなり、このため外部ガイドを必要としない。これによりコストの低減を実現できる。
In addition, when performing burring on the lead frame, an R called a fret is inevitably generated in the portion of the opening where the
さらに、バーリング加工が施された開口部に放熱板7を挿入する際において、放熱板7とリードフレームとの接触面積が大きくなるため、放熱板7のぐらつきが規制され、開口部のリードフレームに垂直な方向に対する放熱板7の位置精度が高くなる。
Further, when the
さらに、放熱板7とリードフレームとの接触面積が大きいため、放熱性の向上が図れる。
Furthermore, since the contact area between the
リードフレームに放熱板を圧着することにより一体とし、タブに直接、圧着の際の応力が加わらずリードフレームの変形防止として有用であり、特に半導体装置用リードフレームに適している。 The heat radiation plate is integrated with the lead frame by pressure bonding, and it is useful for preventing deformation of the lead frame because the stress is not applied directly to the tab, and is particularly suitable for a lead frame for semiconductor devices.
1 リードフレーム
2 インナーリード
3 アウターリード
4 タイバー
5 タブ
6 開口部
7 放熱板
10 絶縁性樹脂
11 放熱板上面
12 鍔部
22 バーリング加工前の開口部
23 バーリング加工が施された開口部
24 放熱板周縁部
25 バーリング加工部上部
31 パンチ
32 ダイ
101 半導体装置
102 インナーリード
103 アウターリード
104 リードフレーム
105 タブ
106 開口部
107 放熱板
108 半導体素子
109 導電性ワイヤ
110 絶縁性樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (2)
A step of forming a frame portion, a lead and a tab extending inwardly from the frame portion, a step of forming an opening penetrating vertically in the region of the tab, and a burring process applied to the opening portion A step of forming a flange extending from the rear portion of the opening in any one of directions; and a step of inserting a heat sink into the opening and mounting the tab and the heat sink. Manufacturing method of lead frame for semiconductor device.
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