JP2023536011A - 溝が形成されたリードを含むリードフレーム - Google Patents

Abstract

一側面によれば、リード溝が形成されたリードと、各リード間に配され、リードを連結するダムバーと、を含み、各リード間に配されるダムバーの厚みは、少なくとも２個の厚み値を有し、ダムバーの部分のうち、最も厚い部分と、ダムバーの部分のうち、最も厚い部分と隣接する前記リードとの間には、ダムバー溝が形成されているリードフレームを提供する。

Description

本発明は、溝が形成されたリードを含むリードフレームに関する。

リードフレームは、半導体チップが配される金属基板であり、半導体パッケージの製造に広く利用されている。

最近になり、半導体パッケージの実装信頼性を高めるために、ウェッタブルフランク（wettable flank）構造と係わる技術の開発が活発になされている。

ウェッタブルフランク構造とは、リードフレーム裏面エッジの一部を切断し、リード接合部分に十分なソルダーフィレットが形成された構造であるが、検査者は、その構造の外観状態を検査し、半導体パッケージの実装信頼性を容易に把握することができる。
該ウェッタブルフランク構造が適用されたリードフレームは、大きく見て、２種にも分類されるが、リードに段差を形成するステップカット・リードフレーム（step-cut lead frame）と、リードに溝を形成するホロウグルーブ・リードフレーム（hollow-groove lead frame）とに分類されうる。

該ウェッタブルフランク構造が適用されたリードフレームは、段差や溝が形成されるために、リードフレームの剛性が低下してしまうので、設計時には、十分な剛性確保のために、ダムバーの厚みと形状とを設計しなければならない。すなわち、リードを支持するダムバーが十分な剛性を有さないのであるならば、リードフレームが反り、半導体パッケージ製造に問題発生の憂いがある。

米国特許第１０９３０５８１号明細書には、カプセル化（encapsulation）素材を覆うウェトブル導電層を含む半導体パッケージが開示されている。

米国特許第１０９３０５８１号明細書

本発明の一側面によれば、改善されたダムバー構造を有するリードフレームを提供することを主な課題とする。

本発明の一側面によれば、リード溝が形成されたリードと、前記各リード間に配され、前記リードを連結するダムバーと、を含み、前記各リード間に配されるダムバーの厚みは、少なくとも２個の厚み値を有し、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分と、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分と隣接する前記リードとの間には、ダムバー溝が形成されているリードフレームを提供する。

本発明の一側面によるリードフレームは、リードフレーム製造のためのエッチング工程時、リードの直進度が向上され、リードフレームの品質を向上させることができる。
また、本発明の一側面によるリードフレームは、半導体パッケージ個別化のためのソーイング（sawing）工程時、作業容易性が向上され、バリ発生も減らすことができる。

本発明の一実施形態に係わる半導体パッケージの底面を図示した概略的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係わるリードフレームを図示した概略的な平面図である。 図２のＡ部分を拡大して図示した概略的な図面である。 Ｉ－Ｉ線に沿って切った概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係わるリードフレームのリードとダムバーとの変形例を図示した概略的な図面である。 本発明の一実施形態に係わるリードフレームのリードとダムバーとの変形例を図示した概略的な図面である。 本発明との比較のための比較例によるリードフレームのリードとダムバーとを図示した概略的な図面である。 図７のＩＩ－ＩＩ線に沿って切った概略的な断面図である。

本発明の一側面によれば、リード溝が形成されたリードと、前記各リード間に配され、前記リードを連結するダムバーと、を含み、前記各リード間に配されるダムバーの厚みは、少なくとも２個の厚み値を有し、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分と、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分と隣接する前記リードとの間には、ダムバー溝が形成されているリードフレームを提供する。

ここで、前記リード溝は、ウェッタブルフランク（wettable flank）構造にもなされる。

ここで、前記リードの部分のうち、最も厚い部分の厚みは、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分の厚みと同一でもある。

ここで、前記リードの部分のうち、前記リード溝が形成された部分の厚みは、前記ダムバーの部分のうち、前記ダムバー溝が形成された部分の厚みと同一でもある。
ここで、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分の上面の形状は、四角形の形状を有することができる。

ここで、前記四角形の辺のうち一部は、前記リードの延長方向と並行でもある

ここで、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分の上面の形状は、円形の形状を有することができる。

ここで、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分の上面の形状は、多角形の形状を有することができる。

以下、添付された図面を参照し、望ましい実施形態による本発明について詳細に説明する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一構成を有する構成要素については、同一符号を使用することによって重複説明を省略し、図面には、理解の一助とするために、大きさ、長さの比率などにおいて、 誇張された部分が存在しうる。

本発明は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態によっても具現され、単に、本実施形態は、本発明の開示を完全なものにし、本発明が属する技術分野において当業者に、発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によって定義されるのみである。

なお、本明細書で使用された用語は、実施形態について説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。本明細書において、単数形は、文言で特別に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使用される「含む（comprise）」及び／または「含むところの（comprising）」は、言及された構成要素、段階、動作及び／または素子は、１以上の他の構成要素、段階、動作及び／または素子の存在または追加を排除するものではない。第１、第２、上面、下面のような用語は、多様な構成要素についての説明に使用されうるが、該構成要素は、用語によって限定されるものではない。該用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。

図１は、本発明の一実施形態に係わる半導体パッケージの底面を図示した概略的な斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係わるリードフレームを図示した概略的な平面図であり、図３は、図２のＡ部分を拡大して図示した概略的な図面であり、図４は、図３のＩ－Ｉ線に沿って切った概略的な断面図である。

図１に図示されているように、本発明の一実施形態に係わる半導体パッケージ１０は、ウェッタブルフランク構造のリードフレーム１００を含んでいる。すなわち、ウェッタブルフランク構造のリードフレーム１００は、リード溝１１１が形成されたリード１１０を含んでいるが、リード溝１１１は、半導体パッケージを基板に実装するとき、ソルダーフィレット（solder fillet）が十分に形成されるようにする構造である。

図２に図示されているように、本実施形態によるリードフレーム１００は、リード１１０、ダムバー１２０、ダイパッド１３０、パッド支持部１４０を含む。

リードフレーム１００のリード１１０、ダムバー１２０、ダイパッド１３０、パッド支持部１４０の形状は、基底金属の素材をエッチングすることによっても形成される。ここで、該基底金属の素材としては、鉄、鉄合金、ニッケル、ニッケル合金、アロイ（alloy）４２、銅、銅合金などが適用されうる。該基底金属のエッチングのためのエッチング方法としては、リードフレームを形成する湿式エッチング方法、乾式エッチング方法のような一般的な方法が適用されうるが、該湿式エッチング方法は、エッチング物質として、エッチング液を利用し、乾式エッチング方法は、エッチング物質として、反応性気体、イオンなどを利用することができる。

図３に図示されているように、リード１１０には、リード溝１１１とハーフエッチング部１１２とが形成されている。
複数個に形成されるリード１１０は、隣接するリード１１０と平行になるように形成される。

リード１１０に形成されるリード溝１１１は、ウェッタブルフランク構造にもなされる。すなわち、半導体パッケージ１０を基板に実装する工程において、リード溝１１１にソルダーが充填されながら、十分なソルダーフィレットが形成される。
ハーフエッチング部１１２は、リード１１０の端部近くのエッジ端に形成され、モールド樹脂１５０と結合し、リード１１０の支持に一助となる。

本実施形態によれば、リード１１０にハーフエッチング部１１２が形成されているが、本発明は、それに限定するものではない。すなわち、本発明によるリードには、ハーフエッチング部が形成されないものでもある。

ダムバー１２０は、各リード１１０間に配され、リード１１０を連結し、リード１１０を支持する。

図３及び図４に図示されているように、ダムバー１２０は、均一な厚みに形成されるものではなく、ダムバー１２０の厚みは、少なくとも２個の厚み値を有する。すなわち、少なくともダムバー１２０は、最も厚い部分Ｇと、最も薄い部分Ｃとを有する。

ダムバー１２０の最も厚い部分Ｇの厚みｔ１と、最も薄い部分Ｃの厚みｔ２は、互いに違いがある。

本実施形態のダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇの厚みｔ１は、リード１１０の部分のうち、最も厚い部分Ｈの厚みｔ３と同一にも設計される。

本実施形態によれば、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇの厚みｔ１は、リード１１０の部分のうち、最も厚い部分Ｈの厚みｔ３と同一にも設計されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇの厚みｔ１は、リード１１０の部分のうち、最も厚い部分Ｈの厚みｔ３と同一ではないものでもある。

ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇと、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇと隣接するリード１１０との間には、ダムバー溝１２１が形成されている。
すなわち、リード１１０の延長方向（Ｙ軸方向）に垂直方向（Ｘ軸方向）を基準に見るとき、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇと、隣接するリード１１０との間には、ダムバー溝１２１が形成されている。

ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇは、リードフレーム１００の剛性を補完する機能を遂行する。すなわち、本実施形態のリード１１０には、リード溝１１１が形成されており、剛性が低減されるようになるので、ダムバー１２０の部分において、厚みが厚い部分の存在は、全体的に剛性を補完することになる。

ダムバー１２０の部分のうち、ダムバー溝１２１が形成された部分は、最も薄い部分Ｃであり、その厚みｔ２は、リード１１０の部分のうち、リード溝１１１が形成された部分の厚みｔ４と同一である。

本実施形態によれば、ダムバー１２０の部分のうち、ダムバー溝１２１が形成された部分の厚みｔ２は、リード１１０の部分のうち、リード溝１１１が形成された部分の厚みｔ４と同一に設計されるが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によれば、ダムバー１２０の部分のうち、ダムバー溝１２１が形成された部分の厚みｔ２は、リード１１０の部分のうち、リード溝１１１が形成された部分の厚みｔ４と同一ではないものでもある。

また、図３に図示されているように、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇの上面Ｋ１の形状は、四角形の形状を有するが、前記四角形の辺のうち、Ｙ軸方向に延長された部分は、リード１１０の延長方向と平行である。

本実施形態によるダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇの上面Ｋ１の形状は、四角形の形状を有するが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、本発明によるダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇの上面の形状や個数については、特別に制限がない。例えば、図５に図示されているように、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇの上面Ｋ２の形状は、円形の形状を有することができる。また、図６に図示されているように、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇの上面Ｋ３の形状は、多角形の形状を有し、複数個にも構成される。
本実施形態のリードフレーム１００のダムバー１２０の構造は、次のような作用と効果とを有する。

本実施形態の場合、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇと、ダムバー１２０の部分のうち、最も厚い部分Ｇと隣接するリード１１０との間には、ダムバー溝１２１が形成されている。そのような構造により、リードフレーム１００を製造するエッチング工程において、エッチング物質がダムバー溝１２１に沿って浸透し、リード１１０の側面Ｓまで、押しなべてエッチングするので、リード１１０側面Ｓの直進度が向上され、リードフレームの品質を向上させることができる。

また、そのようなエッチング物質の浸透性の向上により、エッチング工程を経た後には、ダムバー１２０の体積が十分に低減される。それにより、追って、半導体パッケージ１０個別化のためのソーイング工程が円滑に遂行されるだけではなく、該ソーイング工程におけるバリ（burr）発生を減らすことができることになる。すなわち、追って、半導体パッケージ１０個別化のためのソーイング工程において、図３の点線によって表示された部分は、ソーイングで除去される部分であるが、ダムバー１２０の体積が大きければ大きいほど、ソーイング工程が困難になり、バリ発生も増大することになる。本実施形態の場合には、ダムバー１２０の体積が十分に低減されることになるので、ソーイング工程で除去するダムバー１２０の量も少なくなり、ソーイング工程が容易になり、ソーイングブレードの寿命も延長され、バリ発生も減ることになる。

一方、ダイパッド１３０は、半導体チップの位置に対応する部分であり、パッド支持部１４０は、ダイパッド１３０を支持する部分である。

モールド樹脂１５０は、カプセル化（encapsulation）素材として、半導体パッケージ１０に使用される一般的な電気絶縁性素材が適用されうる。モールド樹脂１５０の素材例として、エポキシ素材、ウレタン系素材などが使用されうる。

以上のように説明された本実施形態の作用及び効果をさらに明確に知るために、以下、本実施形態によるリードフレームのダムバー構造と対比される一般的な従来のリードフレームのダムバー構造を比較例として説明する。

図７は、本発明との比較のための比較例によるリードフレームのリードとダムバーとを図示した概略的な図面であり、図８は、図７のＩＩ－ＩＩ線に沿って切った概略的な断面図である。

図７には、比較例によるリードフレームのリード２１０とダムバー２２０とが図示されている。リード２１０には、リード溝２１１が形成されており、ハーフエッチング部２１２が形成されているが、比較例によるリード溝２１１及びハーフエッチング部２１２は、本実施形態のリード溝１１１及びハーフエッチング部１１２と大同小異であるので、ここにおいて、説明は、省略する。

リード２１０は、Ｙ軸に対して傾いた側面ＳＬを含んでおり、直進度が低下する。それは、リードフレームを製造するエッチング工程において、エッチング物質がダムバー２２０の構造に塞がれ、リード２１０の側面に対し、エッチングが十分になされないためである。

すなわち、比較例のダムバー２２０は、最も厚い部分Ｇが、Ｘ軸方向に沿い、連続して延長され、リード２１０間を連結している。従って、比較例においては、本実施形態のダムバー溝１２１に対応する構造は、存在しない。

そのような比較例の構造は、リードフレーム製造のためのエッチング工程時、ダムバー２２０がエッチング物質の移動を塞ぐ構造を有しているために、リード２１０の側面エッチングに困難が伴う。従って、リード２１０の直進度が低下し、リードフレームの品質が低下してしまうだけではなく、エッチング工程を経ても、ダムバー２２０の体積が大きいために、半導体パッケージ個別化のためのソーイング工程が困難になり、それほどバリ発生が多く起こることになる。

比較例と異なり、本実施形態によるリードフレーム１００によれば、ダムバー１２０の最も厚い部分Ｇと、隣接するリード１１０と間に、ダムバー溝１２１が形成されているので、リードフレーム製造のためのエッチング工程において、エッチング物質がダムバー溝１２１に沿って移動し、リード１１０の側面Ｓまで押しなべてエッチングが可能である。そのようになれば、リード１１０の側面Ｓの直進度を向上させ、リードフレームの品質を向上させることができ、エッチング物質の浸透性向上により、エッチング工程を経た後には、ダムバー１２０の体積が十分に減ることになるので、半導体パッケージ個別化のためのソーイング工程が円滑に遂行されるだけではなく、バリ発生も減らすことができる。

本発明の一側面は、添付図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野において当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の保護範囲は、請求範囲によってのみ定められるものである。

本実施形態によるリードフレームは、リードフレームを製造する産業にも適用される。

１０ 半導体パッケージ
１００ リードフレーム
１１０、２１０ リード
１１１、２１１ リード溝
１１２、２１２ ハーフエッチング部
１２０、２２０ ダムバー
１２１ ダムバー溝
１３０ ダイパッド
１４０ パッド支持部
１５０ モールド樹脂

Claims (8)

1. リード溝が形成されたリードと、
   各リード間に配され、前記リードを連結するダムバーと、を含み、
   前記各リード間に配されるダムバーの厚みは、少なくとも２個の厚み値を有し、
   前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分と、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分と隣接する前記リードとの間には、ダムバー溝が形成されている、リードフレーム。
2. 前記リード溝は、ウェッタブルフランク構造によってなる、請求項１に記載のリードフレーム。
3. 前記リードの部分のうち、最も厚い部分の厚みは、前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分の厚みと同一である、請求項１に記載のリードフレーム。
4. 前記リードの部分のうち、前記リード溝が形成された部分の厚みは、前記ダムバーの部分のうち、前記ダムバー溝が形成された部分の厚みと同一である、請求項１に記載のリードフレーム。
5. 前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分の上面の形状は、四角形の形状を有する、請求項１に記載のリードフレーム。
6. 前記四角形の辺のうち一部は、前記リードの延長方向と平行である、請求項５に記載のリードフレーム。
7. 前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分の上面の形状は、円形の形状を有する、請求項１に記載のリードフレーム。
8. 前記ダムバーの部分のうち、最も厚い部分の上面の形状は、多角形の形状を有する、請求項１に記載のリードフレーム。

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