JP2007305619A - リードフレーム連設体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置を製造する際のワイヤーボンディングや樹脂封止等の各工程での作業を生産性よく行うことのできるリードフレーム連設体、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】リードフレーム連設体１は、支持枠体におけるリードフレーム単体２を挟んだ両側に、リードフレーム単体の配列方向に沿い連続して延びる第１剛性付与筋部１０を形成するとともに、支持枠体におけるリードフレーム単体の間に、極薄金属板の幅方向に沿い連続して延びるとともに第１剛性付与筋部と交差する第２剛性付与筋部２０を形成している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配列された複数のリードフレーム単体と、これらリードフレーム単体を囲んで支持する支持枠体とを、極薄金属板から形成して成るリードフレーム連設体、およびリードフレーム連設体の製造方法に関するものである。

昨今の半導体装置は、高機能化および小型化の要請に対応するべく多ピン化しており、斯かる半導体装置を構成するリードフレームにおいては、多ピン化に対応して多数本のインナーリードが形成されており、個々のインナーリードの幅や間隔を微細に形成する必要から、より肉厚の薄い金属板をリードフレーム素材とすることが要求されている。

しかし、金属板の板厚が極めて薄く(例えば 0.10 mm以下に)なると、リードフレームを打抜き形成するべくプレス金型装置ヘ送り込む際、搬入装置の送り込み力を受けて上記金属板が撓み、無理に送り込もうとした場合には腰折れやジャムを生じて送り込みが不能となる。

また、人手によってプレス金型装置ヘ金属板を送り込むのでは、時間を要するために生産性が極めて低下し、さらに安全上の問題も発生することから、極めて薄い金属板をプレス加工して製造されるリードフレームの普及は確認されていない。

因みに、肉薄のリードフレームに替わるものとして、絶縁フィルムに貼付した銅箔をエッチング加工によりリードパターンを形成した、いわゆるＴＡＢテープと称されるものが提供されているが、このＴＡＢテープは極めて高価であるために半導体装置のコスト高を招いていた。

一方、薄い金属板の撓みを防ぎながら、プレスによる打抜き加工を行なう技術は、従来から幾つかの提案が為されている(例えば、特許文献１参照)。

詳しくは、薄い金属板をプレス金型装置によって打抜き加工する際、撓みを生じさせないように、打抜き品を形成する周りのスクラップとなる部分に、平面視でH字状、両Ｙ字状あるいはI字状を成す補強部、または打抜き品を囲んむ補強部を形成したのち、金属板に打抜き加工する技術が開示されており、この技術によれば、スクラップ部分の撓みが抑制されることによって、金属板の順送り時におけるトラブルを防止する効果が認められる。
特開２００３−５３４４５号公報

ところで、半導体装置を製造する場合においては、個々の半導体装置の要素であるリードフレームが、１つの部品として単体で取り扱われることはなく、１個のリードフレームを構成するパターンを備えたリードフレーム単体を、例えば数個〜数十個、連続的に配列して成るリードフレーム連設体が用いられる。

上記リードフレーム連設体は、パッド(半導体チップ搭載部)の周りにインナーリードおよびアウターリードを配したリードフレーム単体を、帯状を呈する金属板上に適宜な間隔をおいて連続的に配列し、いわゆる連設体の形態を採って形成されている。

また、上記リードフレーム連設体は、ガイドレールと称される支持枠体(金属板におけるリードフレーム単体以外の部分)により、個々のリードフレーム単体の周囲を囲んで支持するとともに、複数のリードフレーム単体を配列させて連結している。

ここで、上記支持枠体(ガイドレール)は、最終的にスクラップとして廃棄される部位であるが、半導体装置の製造中に撓む等した場合には、その影響によってリードフレーム単体の変形が懸念される。

一方、半導体装置の製造時において、上記リードフレーム連設体における個々のリードフレーム単体には、パッド(半導体チップ搭載部)に半導体チップが搭載され、この半導体チップとインナーリードとをボンディングワイヤーを介して接続したのち、樹脂材料によってモールディング(樹脂封止)される。

しかし、上記リードフレーム連設体(を構成している金属板)の肉厚が極めて薄く、例えば 0.10 mm以下の肉厚しかないような場合、機械的強度が低いことによってリードフレーム連設体は容易に変形してしまうため、半導体装置の製造に関わる各工程での取扱い及び処理作業が困難となり、生産性の大幅な低下を招来するばかりでなく、製品である半導体装置に不良品の発生する不都合があった。

上記実情に鑑みて、本発明の目的は、半導体装置を製造する際のワイヤーボンディングや樹脂封止等の各工程での作業を生産性よく行え、もって品質の優れた半導体装置を得ることのできるリードフレーム連設体の提供、および該リードフレーム連設体の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わるリードフレーム連設体は、配列された複数のリードフレーム単体と、これらリードフレーム単体を囲んで支持する支持枠体とを、極薄金属板から形成して成るリードフレーム連設体であって、支持枠体におけるリードフレーム単体を挟んだ両側に、リードフレーム単体の配列方向に沿い連続して延びる第１剛性付与筋部を形成するとともに、支持枠体におけるリードフレーム単体の間に、極薄金属板の幅方向に沿い連続して延びるとともに第１剛性付与筋部と交差する第２剛性付与筋部を形成して成ることを特徴としている。

また、請求項２の発明に関わるリードフレーム連設体の製造方法は、半導体チップ搭載部の周りにインナーリードと該インナーリードに連なるアウターリードとを備えたリードフレーム単体を、プレス加工により極薄金属板に配列させて形成するリードフレーム連設体の製造方法において、極薄金属板にリードフレーム単体をプレス加工により形成する前に、極薄金属板におけるリードフレーム単体を形成する領域を挟んだ両側にリードフレーム単体の配列方向に沿い連続して延びる第１剛性付与筋部を形成する工程と、極薄金属板におけるリードフレーム単体を形成する領域の間に、極薄金属板の幅方向に沿い連続して延びる第２剛性付与筋部を第１剛性付与筋部に交差させて形成する工程とを含んで成ることを特徴としている。

請求項１の発明に関わるリードフレーム連設体においては、互いに交差する第１剛性付与筋部と第２剛性付与筋部とで、リードフレーム単体の周囲を取り囲んだことにより、リードフレーム単体に対する極薄金属板の長手方向が、連続した第１剛性付与筋部によって補強され、またリードフレーム単体に対する極薄金属板の幅方向が、連続した第２剛性付与筋部によって補強されることとなる。

これにより、リードフレーム連設体におけるリードフレーム単体は、その取り扱い時および半導体装置の製造工程において容易に変形することがなく、各作業を容易に実施することができるために、品質の優れた半導体装置を製造することが可能となる。

請求項２の発明に関わるリードフレーム連設体の製造方法においては、極薄金属板にリードフレーム単体をプレス加工により形成する前に、互いに交差する第１剛性付与筋部と第２剛性付与筋部とで、極薄金属板においてリードフレーム単体が形成される領域を取り囲んだことにより、極薄金属板の長手方向が連続した第１剛性付与筋部によって補強され、また極薄金属板の幅方向が連続した第２剛性付与筋部によって補強されるため、リードフレーム単体を形成するべくプレス金型装置ヘ送り込む際、送り込み力を受けて極薄金属板に撓みや腰折れを生じることがない。

また、第１剛性付与筋部と第２剛性付与筋部とにより、極薄金属板においてリードフレーム単体が形成される領域が補強されるため、プレス金型装置でリードフレーム単体を形成する際のプレス加工が円滑に実施されることとなる。

かくして、本発明に関わるリードフレーム連設体の製造方法によれば、リードフレーム単体を連続的に形成したリードフレーム連設体を、極めて生産性よく製造することが可能となる。

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。
図１は、本発明に関わるリードフレーム連設体の一実施例を示しており、このリードフレーム連設体１は、薄板金属板Ｗに複数個のリードフレーム単体２、２…を形成することによって構成されている。

上記極薄金属板Ｗは、0.1 mm以下の板厚を有するリボン状の金属板であって、複数のリードフレーム単体２、２…は、上記極薄金属板Ｗの長手方向に沿って一列に並んで形成されている。

また、上記リードフレーム単体２は、半導体チップを搭載するためのパッド(半導体チップ搭載部)２ｐと、該パッド２ｐの周囲に延びる複数のインナーリード２ｉ、２ｉ…と、これらインナーリード２ｉに連なる複数のアウターリード２ｏ、２ｏ…とを有し、後述する順送り金型装置(図６中の符号Ｍ３参照)によって、上述した極薄金属板Ｗからプレス加工により打抜き形成されている。

上記リードフレーム連設体１は、極薄金属板Ｗからリードフレーム単体２、２…を打抜き形成した以外の部分から成る支持枠体３を備え、この支持枠体３は各リードフレーム単体２の周囲を囲んで支持するとともに、複数のリードフレーム単体２、２…を互いに連結させる機能を有する。

上記リードフレーム連設体１の支持枠体３には、各リードフレーム単体２を取り囲む態様で、極薄金属板Ｗの長手方向に延びるスリット１ｌ、１ｌ…と、極薄金属板Ｗの幅方向に延びるスリット１ｗ、１ｗ…とが形成され、さらに上記支持枠体３の両側縁部には、複数のスプロケット・ホール１ｈ、１ｈ…が、所定のピッチで配列形成されている。

図１、および図２〜図５に示す如く、上記リードフレーム連設体１における支持枠体３の両側部(サイドレール)には、それぞれリードフレーム単体２を挟む態様で、リードフレーム単体２，…２の配列方向(極薄金属板Ｗの長手方向)に沿って延びる、連続した第１ビード(第１剛性付与筋部)１０が形成されている。

また、上記リードフレーム連設体１の支持枠体３における、隣合うリードフレーム単体２同士の間(中間枠)には、それぞれリードフレーム単体２を挟む態様で、極薄金属板Ｗの幅方向に沿って延びる、連続した第２ビード(第２剛性付与筋部)２０が形成されており、この第２ビード２０は支持枠体３の両側部に形成された一対の第１ビード１０、１０と交差している。

ここで、上記第１ビード１０および第２ビード２０は、それぞれ後に詳述するプレス装置(Ｍ１、Ｍ２)によって、その断面形が略半円を呈する溝形状に形成されている。

上述したリードフレーム連設体１によれば、互いに交差する第１ビード１０と第２ビード２０とで、リードフレーム単体２の周囲を取り囲んだことにより、リードフレーム単体２に対する極薄金属板Ｗの長手方向が、連続した第１ビード１０によって補強され、またリードフレーム単体２に対する極薄金属板Ｗの幅方向が、連続した第２ビード２０によって補強されることとなる。

さらに、第１ビード１０と第２ビード２０とを互いに交差させて形成したことで、上記第１ビード１０と第２ビード２０とで囲まれた領域は、障子の桟に張られた障子紙の如く張り詰めて剛性が増大することなる。

これにより、リードフレーム連設体１におけるリードフレーム単体２は、その取り扱い時および半導体装置の製造工程において容易に変形することがなく、もって各作業を容易に実施することができるために、品質の優れた半導体装置を製造することが可能となる。

図６は、本発明に関わるリードフレーム連設体の製造方法を実施するために用いられる製造ラインの一実施例であり、この製造ラインＬは、リボン状の極薄金属板Ｗに第１ビード部１０を形成するためのプレス装置Ｍ１と、第２ビード部２０を形成するためのプレス装置Ｍ２とを備えている。

さらに、上記製造ラインＬは、極薄金属板Ｗにリードフレーム単体２、およびスリット４ａ、４ｂを形成するための順送り金型装置Ｍ３を具備しており、上記プレス装置Ｍ１およびプレス装置Ｍ２を経た極薄金属板Ｗは、その長手方向に沿って矢印ｉの如く順送り金型装置Ｍ３に送り込まれ、該順送り金型装置Ｍ３において矢印ｆの如く搬送される。

以下では、上述した構成の製造ラインＬにおいて実施される、本発明に関わるリードフレーム連設体の製造方法の一実施例を、図７を参照しつつ作業工程に従って詳細に説明する。

先ず、上述した製造ラインＬのプレス装置Ｍ１に搬入された極薄金属板Ｗには、図７の最左方に示す如く、後にリードフレーム単体２が形成される領域Ｗａを挟んで、一対の第１ビード１０ａ、１０ａがプレス成形される。

ここで、プレス装置Ｍ１に対する極薄金属板Ｗの搬入と、第１ビード１０ａ、１０ａのプレス成形と、プレス装置Ｍ１からの極薄金属板Ｗの搬出とが繰り返されることで、極薄金属板Ｗの両側縁部にはその長手方向に連続して延びる、一対の第１ビード１０、１０が形成されることとなる。

上記プレス装置Ｍ１を経てプレス装置Ｍ１に搬入された極薄金属板Ｗには、後にリードフレーム単体２が形成される領域Ｗａの間に、第２ビード２０がプレス成形される。

ここで、プレス装置Ｍ２に対する極薄金属板Ｗの搬入と、第２ビード２０のプレス成形と、プレス装置Ｍ２からの極薄金属板Ｗの搬出とが繰り返されることで、極薄金属板Ｗにはその幅方向に延びる第２ビード２０、２０…が、領域Ｗａを挟んだ所定の間隔で多数形成されることとなる。

上記プレス装置Ｍ２を経て順送り金型装置Ｍ３に搬入された極薄金属板Ｗには、上記順送り金型装置Ｍ３のステーションＳ１において、一対のスリット１ｌ、１ｌ、および一対のスリット１ｗ、１ｗが形成される。

次いで、順送り金型装置Ｍ３のステーションＳ２においてアウターリード２ｏ、２ｏ…、ステーションＳ３においてインナーリード２ｉ、２ｉ…、ステーションＳ４においてパッド２ｐが形成され、ステーションＳ５においてインナーリード２ｉ先端のコイニングが為されることで、極薄金属板Ｗにはリードフレーム単体２、２…が一列に形成されることとなり、上記順送り金型装置Ｍ３からは完成品としてのリードフレーム連設体１が送り出されて行く。

上述した如きリードフレーム連設体の製造方法においては、極薄金属板Ｗにリードフレーム単体２をプレス加工により形成する前に、互いに交差する第１ビード１０と第２ビード２０とで、極薄金属板Ｗにおいてリードフレーム単体２が形成される領域Ｗａを取り囲んだことにより、極薄金属板Ｗの長手方向が連続した第１ビードによって補強され、また極薄金属板Ｗの幅方向が連続した第２ビード２０によって補強されるため、リードフレーム単体２を形成するべく順送り金型装置Ｍ３ヘ送り込む際、送り込み力を受けて極薄金属板Ｗに撓みや腰折れを生じることがない。

さらに、第１ビード１０と第２ビード２０とを互いに交差させて形成したことにより、上記第１ビード１０と第２ビード２０とで囲まれた領域Ｗａは、障子の桟に張られた障子紙の如く張り詰めて剛性が増大するために、順送り金型装置Ｍ３においてリードフレーム単体２を形成する際のプレス加工を、極めて円滑に実施することができる。

このように、実施例に示したリードフレーム連設体の製造方法によれば、撓みや腰折れを生じさせることなく、極薄金属板Ｗを順送り金型装置Ｍ３ヘ送り込むことができ、かつリードフレーム単体２のプレス加工を円滑に実施し得ることにより、リードフレーム単体２を配列形成したリードフレーム連設体１を、極めて生産性よく製造することが可能となる。

なお、本発明に関わるリードフレーム連設体の製造方法は、上述した製造ラインＬにおける工程に限定されるものではなく、例えば第１ビード１０および第２ビード２０を形成した後に、極薄金属板Ｗに対して焼鈍処理を行っても良く、また順送り金型装置Ｍ３における加工順序(打抜き順序)も、実施例に限定されるものではなく適宜に変更し得ることは勿論であり、さらに必要に応じて上記順送り金型装置Ｍ３によるプレス加工に換え、エッチング加工によってリードフレーム単体を形成することも可能である。

また、上述した実施例のリードフレーム連設体１は、その第１ビード１０および第２ビード２０を、共に断面形が略半円を呈する溝形状としているが、図８(ａ)に示すビードＦの如き半四角状断面、図８(ｂ)に示すビードＴの如き三角状断面、さらには図８(ｃ)に示すビードＵの如きＵ字状断面としても良く、さらに第１ビードおよび第２ビードとして、これら種々の断面形を有するビードを適宜に組合わせて用いることも可能である。

また、上記第１ビード１０に換えて、図８(ｄ)に示す如きカール曲げＣ、あるいは図８(ｅ)に示す如き端曲げＥを極薄金属板Ｗの両側縁部に形成し、これを第１剛性付与筋部とすることも可能であり、これに第２剛性付与筋部として、図８(ａ)〜(ｃ)のビードＦ、ビードＴおよびビードＵの中から選択使用することができる。

図９に示すリードフレーム連設体１′は、極薄金属板Ｗ′におけるリードフレーム単体の形成される領域Ｗａ′を挟んで、一対の第１ビード１０′、１０′が形成されているとともに、これら第１ビード１０′、１０′と交差する第２ビード２０′が形成されている。

ここで、上記第２ビード２０′は第１ビード１０′、１０′と交差するものの、第１ビード１０′より外方にまで延びて形成されてはいないが、このような構成のリードフレーム連設体１′、および該リードフレーム連設体１′を製造する方法においても、上述したリードフレーム連設体１およびその製造方法と同様の作用効果を奏することは勿論である。

図１０に示すリードフレーム連設体１″は、極薄金属板Ｗ″におけるリードフレーム単体の形成される領域Ｗａ″を挟んだ両側縁部に、１つの領域Ｗａ″に対応する長さの第１ビード１０′、１０′…が、隙間を空けて直線状に形成されているとともに、この隙間に対する極薄金属板Ｗ″の中央側に、上記第１ビード１０′に対して極薄金属板Ｗ″の長手方向にラップする態様で、適宜な長さの第１ビード片１０Ａ″、１０Ａ″…が形成されている。

また、上記リードフレーム連設体１″は、極薄金属板Ｗ″における領域Ｗａ″の間に、極薄金属板Ｗ″の幅方向に延びる第２ビード２０″が形成されているとともに、直線状に並ぶ第１ビード片１０Ａ″、１０Ａ″の隙間には、極薄金属板Ｗ″の幅方向に延びるとともに上記第２ビード２０″に対して極薄金属板Ｗ″の幅方向にラップする態様で、適宜な長さの第２ビード片２０Ａ″が形成されており、この第２ビード片２０Ａ″と上記第１ビード片１０Ａ″とは互いに交差して形成されている。

このような構成のリードフレーム連設体１″、および該リードフレーム連設体１″を製造する方法においても、先に詳述したリードフレーム連設体１およびその製造方法と同様の作用効果を奏することは勿論である。

なお、上述した実施例においては、リボン状を成す極薄金属板に複数のリードフレーム単体を１列に配設して成るリードフレーム連設体を例示したが、２列以上の列を成して複数のリードフレーム単体を配設したリードフレーム連設体にも、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。

また、上述した実施例においては、ＤＩＬ(デュアルインライン)型の半導体装置に対応したリードフレーム単体を備えたリードフレーム連設体を例示しているが、本発明は上記実施例の態様に限定されるものではなく、種々な形態のリードフレーム単体を備えたリードフレーム連設体にも有効に適用し得ることは勿論である。

本発明に関わるリードフレーム連設体の一実施例を示す全体平面図。 図１に示したリードフレーム連設体の要部拡大平面図。 (ａ)および(ｂ)は、図２中の IIIa−IIIa 断面図および IIIb−IIIb 線断面図。 図１に示したリードフレーム連設体の要部拡大平面図。 (ａ)および(ｂ)は、図４中の Va−Va 線断面図および Vb−Vb 線断面図。 本発明に関わるリードフレーム連設体の製造方法を実施する製造ラインの一実施例を示す概念的な側面図。 図１に示したリードフレーム連設体を製造する工程を示すリードフレーム連設体の全体平面図。 (ａ)、(ｂ)、(ｃ)および(ｄ)は、本発明に関わるリードフレーム連設体の剛性付与筋部部の変形例を示す要部断面図。 本発明に関わるリードフレーム連設体の他の実施例を示す要部平面図。 本発明に関わるリードフレーム連設体の更に他の実施例を示す要部平面図。

符号の説明

１…リードフレーム連設体、
２…リードフレーム単体、
２ｐ…パッド(半導体チップ搭載部)、
２ｉ…インナーリード、
２ｏ…アウターリード、
３…支持枠体、
１０、１０ａ…第１ビード(第１剛性付与筋部)、
２０…第２ビード(第２剛性付与筋部)、
Ｗ…極薄金属板。

Claims (2)

1. 配列された複数のリードフレーム単体と、前記リードフレーム単体を囲んで支持する支持枠体とを、極薄金属板から形成して成るリードフレーム連設体であって、
   前記支持枠体における前記リードフレーム単体を挟んだ両側に、前記リードフレーム単体の配列方向に沿い連続して延びる第１剛性付与筋部を形成するとともに、
   前記支持枠体における前記リードフレーム単体の間に、前記極薄金属板の幅方向に沿い連続して延びるとともに、前記第１剛性付与筋部と交差する第２剛性付与筋部を形成して成ることを特徴とするリードフレーム連設体。
2. 半導体チップ搭載部の周りにインナーリードと該インナーリードに連なるアウターリードとを備えたリードフレーム単体を、プレス加工により極薄金属板に配列させて形成するリードフレーム連設体の製造方法において、
   前記極薄金属板に前記リードフレーム単体をプレス加工により形成する前に、前記極薄金属板における前記リードフレーム単体を形成する領域を挟んだ両側に、前記リードフレーム単体の配列方向に沿い連続して延びる第１剛性付与筋部を形成する工程と、
   前記極薄金属板に前記リードフレーム単体をプレス加工により形成する前に、前記極薄金属板におけるリードフレーム単体を形成する領域の間に、前記極薄金属板の幅方向に沿い連続して延びる第２剛性付与筋部を、前記第１剛性付与筋部に交差させて形成する工程と、
   を含んで成ることを特徴とするリードフレーム連設体の製造方法。

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