JP2016122811A - リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切断対象となるリードの幅如何にかかわらず適用でき、設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、リードの変形や反りを十分に抑えることの可能なリードフレーム及びその製造方法を提供する。
【解決手段】多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、吊りリード、サポートリードの少なくともいずれかを有するリードフレームにおいて、吊りリード、サポートリードの少なくともいずれかが、金属板３の表面３ａおよび裏面３ｂ側から長手方向にわたって交互に所定ピッチのハーフエッチング面４が形成され、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位１ａ（２ａ）を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エッチングにて形成される多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームであって、吊リードやその他のサポートリードを含むリードフレーム及びその製造方法に関する。

多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームにおけるアイランドやパッドと呼ばれる主としてチップを搭載する部位や各端子となる部位は、支持体となるフレーム全体へと接続するためのリードを有している。この部位のリードは吊リードやサポートリードと呼ばれ、形状によっては、強度不足のため変形の原因となることがある。ＱＦＮ（Quad Flat Non-Leaded Package）タイプやＬＥＤタイプのリードフレームは、この吊リードやサポートリードの裏面側がハーフエッチングを施されて、例えば、長さが２ｍｍ以上、太さが０．５ｍｍ以下の細長い形状に形成されていることが多く、特に変形を起こし易い。

ハーフエッチングを施して形成されるリードにおいては、素材面においてハーフエッチングを施した部位が宙に浮いた状態になる。しかるに、宙に浮いた状態でリードに外力が加わるとそのリードは容易に変形する。詳しくは、ハーフエッチングでリードを形成すると、リードフレームの材料として使用される金属板の板厚の５０〜７０％程度がエッチングによって溶解するため、内部応力が開放され歪が発生する。この歪によって、フレーム全体がうねりを起こし変形を起こす現象が発生する。そして、ハーフエッチングの面積が広ければ広いほど、ハーフエッチングの深さが深ければ深いほど変形の程度は大きくなる。
また、変形防止のために粘着性の樹脂シート（以後“テープ”と称する。）をリードフレームに貼り付けてリードを固定しても、リードが宙に浮いた状態ではテープに接着されないため変形防止効果が十分に発揮されない。

一方、吊リードやサポートリードは、その一部又は全体が切断加工により除去される。このため、これらの部位にハーフエッチングを施さないで形成すると、リードフレームに半導体素子を搭載し樹脂で封止後に、製品単位に分離するための切断加工を行う際の、金属部分の体積が大きくなることから、樹脂と金属を同時に切断するブレードが目詰まりを起こし易くなり、連続加工時間が延びない。

しかるに、従来、切断対象となるリードであるダムバーの強度とダイシング性の確保を目的としたリードフレームが例えば、次の特許文献１に提案されている。

特許文献１に記載のリードフレームは、例えば、図７に示すように、ダムバー５０のうち個々の端子部６０と接続されている接続部５１、および接続部５１に接続されている端子部６０のうちダイシングで除去される部位とからなる第１の部位５３では、当該第１の部位５３における幅方向の端部寄りの部位がハーフエッチングにて薄肉化加工がなされ、当該第１の部位５３における幅方向の中央部が厚い部分となり、且つ、ダムバー５０のうち接続部５１の間に位置する第２の部位５２では、当該第２の部位５２における幅方向の両端部がハーフエッチングにて薄肉化加工がなされ、当該第２の部位５２における幅方向の中央部が第１の部位５３における幅方向の中央部と同一幅を有する厚い部分となり、且つ、第１の部位５３のうち薄肉化加工がなされた部位における端部間の距離Ｗ１が第２の部位５２の幅Ｗ２よりも大きく、且つ、第１の部位５３の幅Ｗ３以下となるように、一面側から薄肉化加工がなされている。

また、特許文献１に記載の他の例のリードフレームは、例えば、図８に示すように、第１の部位５３、第２の部位５２の両方にて、幅方向の中央部寄りの部位がハーフエッチング部となっており、幅方向の端部寄りの周囲が、ハーフエッチングされずにハーフエッチング部よりも厚い部分となっている。

また、特許文献１に記載のさらに他の例のリードフレームは、例えば、図９に示すように、第１の部位５３のみがハーフエッチングにて薄肉化され、第２の部位５２は全くハーフエッチングされずに、その全体がハーフエッチング部よりも厚い部分となっている。

このように、特許文献１に記載のリードフレームは、ダムバーを部分的に薄肉化することで切断を容易化するとともに、薄肉化された切断され易い部位と、切断され易い部位に比べて厚く強度を確保する部位とを形成することで多列型リードフレームの強度の確保を図っている。

特開２００８−１８２１７５号公報

しかし、特許文献１に記載のリードフレームは、例えば、図７や図８に示すような、ダムバー５０にハーフエッチングを施す部位の幅をダムバー５０の幅より短くする構成は、ダムバー５０の幅が小さいリードフレームには適用することが難しい。また、ハーフエッチングを施す部位の数やハーフエッチングの幅にバリエーションを持たせることができず、設計の自由度が制限されてしまう。
また、例えば、図９に示すような、ダムバー５０の長手方向にわたってハーフエッチングを施す部位と施さない個所を設ける構成の場合であっても、ハーフエッチングを施す面が、材料である金属板の一方の側の面に偏っているため、ダムバー５０の変形を十分に抑えることができない。しかも、ハーフエッチング部よりも厚い部分となる第２の部位５２全てがハーフエッチング゛されずに残るため、その分、ダムバー５０を切断するブレードが目詰まりを起こし易くなり、連続加工時間が延び難い。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、切断対象となるリードの幅如何にかかわらず適用でき、設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、リードの変形や反りを十分に抑えることの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を目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明によるリードフレームは、多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、吊りリード、サポートリードの少なくともいずれかを有するリードフレームにおいて、前記吊りリード、前記サポートリードの少なくともいずれかが、金属板の表面および裏面側から長手方向にわたって交互に所定ピッチのハーフエッチング面が形成され、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位を有することを特徴としている。

また、本発明のリードフレームにおいては、前記断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位の残り板厚が、前記金属板の板厚の２５％より大きく１００％より小さいのが好ましい。

また、本発明のリードフレームにおいては、前記断面が凹凸の波形状に形成された部位が、個々の半導体パッケージとして切断加工により除去される個所に設けられているのが好ましい。

また、本発明によるリードフレームの製造方法は、多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、吊りリード、サポートリードの少なくともいずれかを有するリードフレームの製造方法において、前記吊りリード、前記サポートリードの少なくともいずれかに対し、金属板の表面および裏面側から長手方向にわたって交互に所定ピッチのハーフエッチングを施し、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状をした部位を形成することを特徴としている。

また、本発明のリードフレームの製造方法においては、前記断面が連続した凹凸の波形状をした部位の残り板厚が、前記金属板の板厚の２５％より大きく１００％より小さくなるように、前記所定ピッチのハーフエッチングを施すのが好ましい。

また、本発明のリードフレームの製造方法においては、前記断面が連続した凹凸の波形状をした部位を、個々の半導体パッケージとして切断加工により除去される個所に形成するのが好ましい。

本発明によれば、切断対象となるリードの幅如何にかかわらず適用でき、設計の自由度が大きく、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、リードの変形や反りを十分に抑えることの可能なリードフレーム及びその製造方法が得られる。

本発明の一実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は斜視図、(b)は断面図である。 本実施形態のリードフレームにおける要部構成が設けられる箇所を例示的に示す説明図で、(a)は一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。 本実施形態のリードフレームと従来のリードフレームの夫々におけるハーフエッチングが施されたリードをテープに貼り付けたときの状態を模式的に示す説明図で、(a)は従来のリードフレームにおけるリードをテープに貼り付けたときの状態を示す図、(b)は本実施形態のリードフレームにおける要部構成を備えたリードをテープに貼り付けたときの状態を示す図である。 本発明の実施例に係るリードフレームと比較例のリードフレームの夫々におけるリード部の歪みによる変形量を比較して示すグラフである。 本発明の実施例に係るリードフレームにおけるリード部の残り板厚による変形量を比較して示すグラフである。 本発明の実施例に係るリードフレームにおける変形量の少ないリード部の残り板厚の限界値を示すグラフである。 従来のリードフレームの一例におけるダイバーの構成を示す図で、(a)はハーフエッチングをかける部位を示す説明図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面図、(c)は(a)のＢ−Ｂ断面図である。 従来のリードフレームの他の例におけるダイバーの構成を示す図で、(a)はハーフエッチングをかける部位を示す説明図、(b)は(a)のＣ−Ｃ断面図、(c)は(a)のＤ−Ｄ断面図である。 従来のリードフレームのさらに他の例におけるダイバーの構成を示す図で、(a)はハーフエッチングをかける部位を示す説明図、(b)は(a)のＥ−Ｅ断面図、(c)は(a)のＦ−Ｆ断面図である。

実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明のリードフレームは、吊りリード、サポートリードの少なくともいずれかが、金属板の表面および裏面側から長手方向にわたって交互に所定ピッチのハーフエッチング面が形成され、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位を有する。

上述したように、吊リードやその他のサポートリードにハーフエッチングを施す目的は、リードフレームに半導体素子を搭載し樹脂で封止後に樹脂と金属を同時に切断する際の金属体積を減少させて、切断加工の容易化を図ることである。
しかし、従来技術のように材料である金属板の片側のみからハーフエッチングを施すと、リードフレームの材料である圧延加工された金属板が持つ、圧延加工の際に生じた歪みが片側に集中する。その結果、ハーフエッチングにより生じる強度の低下と片側に残った歪みにより、反りや変形が大きくなり易い。

しかるに、本件出願人は、試行錯誤の末、吊りリード、サポートリードの少なくともいずれかが、金属板の表面および裏面側から長手方向にわたって交互に所定ピッチのハーフエッチング面が形成され、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位を有するようにすることで、内部応力を相殺させて歪を発生させ難くし、結果として歪みによる変形を発生し難くなることを着想した。

本発明のリードフレームのように、切断対象となるリードに対して表裏から長手方向にわたって交互にハーフエッチング面を形成し、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位を有するようにすれば、ハーフエッチング面が材料となる金属基板の表裏の夫々の面に同程度存在することとなる。このため、片側のみにハーフエッチング面が存在している従来のリードフレームとは異なり、使用している材料の内部応力の開放が表裏両面で起こる。これによって、材料の内部応力が表裏でお互いに相殺しあって歪が発生しにくくなり、結果として歪による変形が発生し難くなる。

なお、本発明のリードフレームにおいて、リードにおける長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成する部位の長さは１ｍｍ程度あれば、一方の側からハーフエッチングによって宙に浮いた部位は隣り合った部位における他方の側からのハーフエッチングによって一方の側が宙に浮かず他方の側が宙に浮いた形状に支えられるように形成することができる。このため、本発明のリードフレームのようにすれば、従来の片側方向のみからのハーフエッチングによって形成された凹形状とは異なり、リード上面からの外力が加わっても変形を起こしにくくなる。

また、本発明のリードフレームのように、リードにおける長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成する部位を有するようにすれば、テープをリードフレームに貼り付けてリードを固定する場合にも、凹凸の波形状に形成された部位は、宙いた部位と接着する部位とが交互に存在するため、リードの面積の約１/２がテープに接着され固定されるようになる。このため、本発明のリードフレームのようにすれば、従来の片側方向のみからのハーフエッチングによって凹形状が形成されたリードがテープを貼り付けた場合にハーフエッチングされた部位がテープにはまったく接着されずにフリーな状態になっているのとは異なり、切断加工時外力に対して変形し難いリードフレームとなる。

また、本発明のリードフレームのように、リードにおける長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成する部位を有するようにすれば、断面が凹凸の波形状に形成された部位を、個々の半導体パッケージとして切断加工により除去される個所に設けることによって、切断個所の金属体積を減少させて、切断加工の容易化を図ることができる。

また、本発明のリードフレームのように、リードにおける断面が連続した凹凸の波形状に形成する部位を長手方向に沿って形成するようにすれば、図７、図８に示した特許文献１に記載のリードフレームとは異なり、リードの幅が細くても凹凸形状を形成することができ、また、凹凸形状を形成する際のハーフエッチングの深さ、幅、ピッチ、数等をリードに応じて任意に設計することができ、設計の自由度を高く持つことができる。

その結果、本発明のリードフレームによれば、凹凸形状を形成する際のハーフエッチングの深さ、幅、ピッチ、数等をリードに応じて任意に設計することによって、切断すべき金属体積を効率よく減少させて切断加工を容易化し、且つ、リードの変形や反りを十分に抑えることの可能なリードフレームが得られる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの要部構成を概念的に示す説明図で、(a)は斜視図、(b)は断面図である。図２は本実施形態のリードフレームにおける要部構成が設けられる箇所を例示的に示す説明図で、(a)は一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。本実施形態のリードフレームと従来のリードフレームの夫々におけるハーフエッチングが施されたリードをテープに貼り付けたときの状態を模式的に示す説明図で、(a)は従来のリードフレームにおけるリードをテープに貼り付けたときの状態を示す図、(b)は本実施形態のリードフレームにおける要部構成を備えたリードをテープに貼り付けたときの状態を示す図である。

本実施形態のリードフレームは、多列型リードフレームにおける製品単位を構成するリードフレームであって、例えば、図２(a)、図２(b)に示すように、吊りリード１、サポートリード２の少なくともいずれかを有する。
そして、吊りリード１、サポートリード２の少なくともいずれかが、図１(a)、図１(b)に示すように、金属板３の表面３ａおよび裏面３ｂ側から長手方向に沿って交互に所定ピッチのハーフエッチング面４が形成され、その断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位１ａ、２ａを有する。
図２(a)はＬＥＤのリードフレーム、図２(b)はＱＦＮタイプのリードフレームの夫々一例を示している。なお、図２(a)、図２(b)中、５はその他のハーフエッチングをかける部位である。 断面が凹凸の波形状に形成された部位１ａ、２ａは、個々の半導体パッケージとして切断加工により除去される個所に設けられている。図２(a) 、図２(b)の例では、断面が連続した凹凸の波形状に形成する部位１ａ、２ａは、吊りリード１と、端子と接続していないサポートリード２に形成されている。

また、図１(b)に示す、断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位１ａ、２ａの残り板厚ｔ１は、リードフレーム材料である金属板３の板厚ｔ２の２５％より大きく１００％より小さい厚さとなっている。図１(b)中、ｐ１はハーフエッチングのピッチ、ｂ１はハーフエッチングの幅、ｄ１はハーフエッチングの深さである。

実施例及び比較例のリードフレームに生ずる歪みによる変形量の比較試験
本実施形態の構成を備えた実施例１の製品単位のリードフレームを行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームと、比較例１として、切断加工対象位置に位置するリードが、材料である金属板の裏面のみにハーフエッチング面を形成した部位を有する製品単位のリードフレームを行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームを製造し、実施例１、比較例１の多列リードフレームにおける夫々の歪みによる変形量を比較した。

比較例１のリードフレームは、図３(a)に示すように、材料である金属板の裏面全体にハーフエッチングを施して製造した。詳しくは、全長０．８７０ｍｍ×幅０．１５０ｍｍのサポートリードに対して、材料である金属板の裏面全体にハーフエッチングの深さが０．１３０ｍｍとなるようにハーフエッチングを施した。材料である金属板は、板厚が０．２００ｍｍの銅板を用いた。

実施例１のリードフレームは、全長０．８７０ｍｍ×幅０．１５０ｍｍのサポートリードに対して、ハーフエッチングのピッチが０．２９０ｍｍ、ハーフエッチングの幅が０．１６０ｍｍ、材料である金属板の表面側及び裏面側からのハーフエッチングの深さが共に０．１００ｍｍとなるハーフエッチング面が長手方向にわたって交互に形成されるようにハーフエッチングを施した。このとき表面側及び裏面側からのハーフエッチングによって残り板厚は０．０５５ｍｍとなった。
サポートリードはハーフエッチングによる断線がなく連続した凹凸が波状に形成された。なお、パッドを支持している吊リードに対しては凹凸加工を行わず、サポートリードのみ凹凸加工を行った。また、サポートリード以外の部位については、比較例と同じ形状、寸法に形成した。材料である金属板は、比較例１と同様、板厚が０．２００ｍｍの銅板を用いた。

そして、夫々エッチング加工した実施例１、比較例１の多列型リードフレームにおける歪みによる変形量を比較した。
歪みによる変形量の確認には、エッチング加工した多列型リードフレームの上方より光を照射し、斜め側方から光の反射度合いを目視で観察するとともに、基準面からのパッドの高さを測定して行った。歪みによる変形量が大きい多列型リードフレームは、目視による観察において、多列型リードフレームの面で反射した照明光の形状に変形が認められた。

比較例１と実施例１のリードフレームにおける歪みによる変形量を図４にグラフで示す。
図４に示すように、実施例１のリードフレームでは、一つの行又は列に設けられている２５個の製品単位のリードフレームにおけるパッドの高さの基準面からのずれが、いずれも表面側、裏面側で夫々約０．００５ｍｍの範囲内であった。また、目視による観察においても、多列型リードフレームの面で反射した照明光の形状に大きな変形は認められなかった。
これに対し、比較例１のリードフレームでは、一つの行又は列に設けられている２５個の製品単位のリードフレームにおけるパッドの高さの基準面からのずれが、表面側では最大で約０．０２５ｍｍ、裏面側では最大で約０．０１９ｍｍあった。また、目視による観察においては、多列型リードフレームの面で反射した照明光の形状に大きな変形が認められた。

なお、実施例１のリードフレームの製造は、次のようにして行った。
金属板として厚さが0.200mmに銅材（三菱194材）を用いて、両面にドライフィルムレジスト（旭化成イーマテリアル株式会社：AQ-2058）を貼り付け、レジスト層を形成した。
次に、リードフレームの形状が形成されたガラスマスクを用意した。その際、切断加工の対象となるリードに対して、金属板の表側と裏側にハーフエッチング面が長手方向にわたって交互に存在し、その断面を長手方向に沿って観察した場合、ハーフエッチングによる断線がなく連続した凹凸の波形状に形成されるように、ガラスマスクのパターンを設計した。
具体的には、全長０．８７０ｍｍ×幅０．１５０ｍｍのサポートリードに対してハーフエッチングのピッチが０．２９０ｍｍ、ハーフエッチングの幅が０．１６０ｍｍ、表面側及び裏面側からのハーフエッチングの深さが共に０．１００ｍｍとなるようにガラスマスクのパターンを設計した。

なお、実施例１では切断加工の対象となるリードのうち、サポートリードに対して長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状となる部位を設けるようにしている。本発明のリードフレームを製造する場合、吊リードについては長さが短いことや機能上の問題を原因として、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状となる部位を設けることができない場合が考えられるが、その場合にはサポートリードのみ凹凸形状にしても構わない。また、サポートリードにおいても、端子と接続する部位のリードに対しては、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状となる部位を設けることによって、端子の高さを揃えることが難しい場合には、図２(b)に示したように、端子と接続しないサポートリードのみに、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状となる部位を設けるようにしてもよい。

このように形成されたガラスマスクを使用してエッチング形成したリードフレームは表面と裏面にハーフエッチング面が長手方向にわたって交互に存在し、その断面を長手方向に沿って観察した場合、サポートリードはハーフエッチングによる断線がなく連続した凹凸が波状に形成される。このときハーフエッチング残り板厚は上述したように０．０５５ｍｍとなった。

ハーフエッチング後の残り板厚による変形量の比較試験
次に、製品単位のリードフレームを行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームにおいて、実施例１のリードフレームの構成を備え、且つ、断面が連続した凹凸の波形状となる部位を設けるサポートリードに施すハーフエッチング後の残り板厚が異なるリードフレームを製造し、夫々のリードフレームにおける変形量を測定した。

ハーフエッチング後の残り板厚を材料板厚の０．２００ｍｍに対して２５％（０．０５０ｍｍ）、５０％（０．１００ｍｍ）、１００％（０．２００ｍｍ）とした３タイプのリードフレームを製造し変形量を測定した。その結果、図５に示すように、残り板厚が材料板厚の２５％（０．０５０ｍｍ）に形成されたリードフレームにおいて大きな変形が確認された。
詳しくは、残り板厚が２５％（０．０５０ｍｍ）に形成されたリードフレームでは、一つの行又は列に設けられている２５個の製品単位のリードフレームにおけるパッドの高さの基準面からのずれが、表面側では最大で約０．０１９ｍｍ、裏面側では最大で約０．０２０ｍｍあった。これに対し、残り板厚が５０％（０．１００ｍｍ）に形成されたリードフレームでは、上述したように、一つの行又は列に設けられている２５個の製品単位のリードフレームにおけるパッドの高さの基準面からのずれが、いずれも表面側、裏面側で夫々約０．００５ｍｍの範囲内であった。また、残り板厚が１００％（０．２００ｍｍ）に形成されたリードフレームでは、一つの行又は列に設けられている２５個の製品単位のリードフレームにおけるパッドの高さの基準面からのずれが、いずれも表面側、裏面側で夫々約０．００２５ｍｍの範囲内であった。

このように、本実施例で使用した厚さ０．２００ｍｍの銅材（三菱194材）ではハーフエッチング後の残り板厚が０．０５５ｍｍより小さいリードフレーム（板厚０．０５０ｍｍ）では強度不足により変形が発生した。リードフレームに使用される銅材は、その多くが銅合金であり、合金の配合により強度や特性が異なるため、ハーフエッチング後の残り板厚が０．０５５ｍｍより小さいリードフレームで必ずしも変形が起きるとは言えないが、194材系の材料はリードフレームに使用される銅合金の中では比較的、柔らかい材料に分類されるので、多くの場合ハーフエッチングの残り板厚を０．０５５ｍｍ以上になるようにしておけば変形のリスクは低くなるものと考えられる。

変形量の少ない残り板厚の下限値の測定試験
ハーフエッチングの残り板厚を０．０５５ｍｍ以上にすると変形のリスクが低くなることを実証すべく、製品単位のリードフレームを行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームにおいて、実施例１のリードフレームの構成を備え、且つ、断面が連続した凹凸の波形状となる部位を設けるサポートリードに施すハーフエッチング後の残り板厚が０．０５５ｍｍとなるようにエッチング加工を行い、リードフレームを製造し変形量を測定した。その結果、図６に示すように、変形の殆ど発生しないリードフレームを得ることができた。詳しくは、残り板厚が０．０５５ｍｍに形成されたリードフレームでは、一つの行又は列に設けられている２５個の製品単位のリードフレームにおけるパッドの高さの基準面からのずれが、表面側では最大で約０．００５ｍｍ、裏面側では最大で約０．００２ｍｍであった。
このことから、ハーフエッチングの残り板厚を０．０５５ｍｍ以上にすると変形のリスクが低くなることを実証するとともに、ハーフエッチング後の残り板厚は材料板厚の２５％よりも大きく（材料板厚０．２００ｍｍの場合は０．０５０ｍｍよりも大きく）残っていることが変形に対しては有効であることが確認できた。

別の例として製品単位のリードフレームを行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームにおいて、実施例１のリードフレームの構成を備え、且つ、断面が連続した凹凸の波形状となる部位を設けるサポートリードに施すハーフエッチングのピッチを変更せずに０．２９０ｍｍのままにする一方で、ハーフエッチングの幅が０．２１０ｍｍになるように設計してエッチング加工を行い、リードフレームを製造して変形量の測定を試みたが、ハーフエッチングの幅を０．２１０ｍｍにすると、ハーフエッチングの深さは０．１３０ｍｍになり、銅材の表側と裏側のハーフエッチング面同士が貫通し、サポートリードは断線してしまった。
なお、表側と裏側のハーフエッチング面同士が貫通しなくてもハーフエッチング後の残り板厚が０．０５５ｍｍ以下となると、サポートリード自体の強度不足が問題となってくる。このため、ハーフエッチング深さに見合ったハーフエッチングのピッチと幅に設計する必要がある。

仮に、製品単位のリードフレームを行列方向に多数個（例えば、行列方向に夫々２０〜３０個。ここでは、２５個）接続する多列型リードフレームにおいて、実施例１のリードフレームの構成を備え、且つ、断面が連続した凹凸の波形状となる部位を設けるサポートリードに施すハーフエッチング後の深さを０．１３０ｍｍとする場合は、ハーフエッチングのピッチを０．４５０ｍｍとし、ハーフエッチングの幅を０．２１０ｍｍとすればハーフエッチング後の残り板厚が０．０５５ｍｍとなる。

ハーフエッチング後の残り板厚は、ダイシング時の刃の損耗を考慮すると可能な限り薄いことが望ましいが、薄くしすぎて０．０５５ｍｍ以下にするとエッチング加工後のリードフレームの変形のリスクが高くなる。ダイシング時の刃の損耗を考慮し、変形も引き起こさないハーフエッチング後の残り板厚を考察すると、最小０．０５５ｍｍから材料板厚の半分である０．１００ｍｍまでの厚さに形成するのが理想的である。但し、サポートリードの長さによって凹凸の個数は決まってくるので、サポートリードの長さによってはハーフエッチング後の残り板厚が０．１００ｍｍを上回ってしまう場合もありえるが、少なくとも材料板厚よりは小さな値となるようにする必要がある。

以上の試験結果より、ハーフエッチングの諸条件を考慮し、設計されたガラスマスクを使用して上記銅板に対し両面露光を行い、現像してエッチングマスクを形成した。
次に、塩化第二鉄液をスプレーして両面からのエッチング加工を行い、リードフレームの形成を行った。このエッチング加工は、液温７０度、比重１．４７の塩化第二鉄液を用いて揺動するスプレーノズルによって０．３Ｍｐａの圧力で噴霧を行い約１６０秒間の処理を行った。
次に、エッチング溶解面に付着した銅結晶をスプレー噴射による塩酸洗浄にて除去し、その後、水酸化ナトリウム水溶液を用いてエッチングマスクを剥離した。その後、硫酸による酸処理を行い、表面を乾燥させることで本発明の構成を備えたリードフレームが完成した。

本発明のリードフレームは、エッチングにて形成される多列型リードフレームにおいて製品単位を構成するリードフレームであって、吊りリードや端子と接続しないサポートリードを有するリードフレームが必要とされる分野に有用である。

１ 吊リード
１ａ、２ａ ハーフエッチングにより長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成する部位
２ サポートリード
３ 金属板
３ａ 表面
３ｂ 裏面
４ ハーフエッチング面
５ その他のハーフエッチング面
５０ ダムバー
５１ 接続部
５２ 第２の部位
５３ 第１の部位
６０ 端子部
ｐ１ ハーフエッチングのピッチ
ｂ１ ハーフエッチングの幅
ｄ１ ハーフエッチングの深さ
ｔ１ ハーフエッチング後の残り板厚
ｔ２ 材料板厚

Claims (6)

1. 多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、吊りリード、サポートリードの少なくともいずれかを有するリードフレームにおいて、
   前記吊りリード、前記サポートリードの少なくともいずれかが、金属板の表面および裏面側から長手方向にわたって交互に所定ピッチのハーフエッチング面が形成され、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位を有することを特徴とするリードフレーム。
2. 前記断面が連続した凹凸の波形状に形成された部位の残り板厚が、前記金属板の板厚の２５％より大きく１００％より小さいことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
3. 前記断面が凹凸の波形状に形成された部位が、個々の半導体パッケージとして切断加工により除去される個所に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム。
4. 多列型リードフレームにおける製品単位を構成し、吊りリード、サポートリードの少なくともいずれかを有するリードフレームの製造方法において、
   前記吊りリード、前記サポートリードの少なくともいずれかに対し、金属板の表面および裏面側から長手方向にわたって交互に所定ピッチのハーフエッチングを施し、長手方向に沿う断面が連続した凹凸の波形状をした部位を形成することを特徴とするリードフレームの製造方法。
5. 前記断面が連続した凹凸の波形状をした部位の残り板厚が、前記金属板の板厚の２５％より大きく１００％より小さくなるように、前記所定ピッチのハーフエッチングを施すことを特徴とする請求項４に記載のリードフレームの製造方法。
6. 前記断面が連続した凹凸の波形状をした部位を、個々の半導体パッケージとして切断加工により除去される個所に形成することを特徴とする請求項４または５に記載のリードフレームの製造方法。

Images