JP2511765Y2 - リ―ドフレ―ム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案はリードフレームに係り、特にそのリードフレ
ームの先端部の構造に関する。

（従来の技術） リードフレームと半導体素子（チップ）との接続方式
はワイヤを用いるワイヤボンディング方式と、ワイヤを
用いることなく半導体素子を導体パターン面に直接固着
するワイヤレスボンディング方式とに大別される。

これらのうちワイヤボンディング方式は、リードフレ
ームのダイパッドに、チップを熱圧着によりあるいは導
電性接着剤等により固着し、このチップのボンディング
パッドとリードフレームのインナーリード１の先端とを
金線等を用いて電気的に接続するもので、１本ずつ接続
するためボンディングに要する時間が長く信頼性の面で
も問題があった。

また、ワイヤレスボンディング方式にもいろいろな方
式があるが、その代表的なものの１つに、第３図に示す
如く、インナーリード１の先端に伸長する肉薄のパター
ン1aをバンプ1pを介してチップ10のボンディングパッド
に直接接続することによりチップ10とインナーリード１
とを電気的に接続するダイレクトボンディング方式があ
る。このバンプ1pは、インナーリードのエッジタッチを
防ぐためのもので、肉薄のパターン1aに設けられても、
チップ10のボンディングパッド上に設けられても良い
が、通常、チップ側に設けられることが多い。

上記ダイレクトボンディングは、ワイヤボンディング
のように１本づつボンディングするのではなく、チップ
に全リードの先端を１度にボンディングすることができ
るため、ボンディング時間の大幅な短縮をはかることが
できる上、ワイヤボンディング方式で必要であったワイ
ヤループ分の高さが不要となり半導体装置の小形化をは
かることができる。

しかしながら、ボンディングパッド上にバンプを設け
る作業はミクロン単位の作業であり、バンプの形成ミス
は、高価なチップを使用不可能なものにしてしまう。そ
してさらに、半導体装置の小形化、薄型化、高集積化に
伴い、これに用いられるリードフレームについてもリー
ド幅、リード間隔、板厚ともに小さくなる一方であり、
設計および製作には極めて高度の技術が要求されるよう
になってきている。

また、このようなダイレクトボンディングにおいて
は、このバンプは通常金を用いて形成されるが、ワイヤ
ボンディングのように１本づつボンディングするのでは
なく、チップに全リードの先端を１度にボンディングす
るため、金の厚みが薄いとダイレクトボンド装置の微少
な平衡度の狂いによって、第３図に示すようにある一部
のインナーリードがバンプに接続されないことがある。
そこで、金の厚みを厚くしなければならず、これが価格
高騰の原因となっていた。

（考案が解決しようとする課題） このように、リードフレームの微細化に伴い、バンプ
の位置ずれや、ダイレクトボンド装置の平衡度の狂い等
から、ボンディングミスなどが多発し、これが信頼性低
下の原因になることがあった。

本考案は、前記実情に鑑みてなされたもので、半導体
装置の歩留まりの向上をはかるとともに、コストの高騰
の防止をはかることを目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで本考案では、複数のインナーリードと、前記イ
ンナーリードのそれぞれに接続されたアウターリードと
を具えたダイレクトボンディング方式のリードフレーム
において、前記インナーリードが、鉄を含む金属で構成
されており、前記インナーリードの先端が、軟金属から
なる緩衝層を介して、前記緩衝層よりも膜厚の小さい金
層からなる被覆層で覆われていることを特徴とする。

（作用） 上記構成によれば、インナーリードの先端を、軟金属
からなる緩衝層を介して、該緩衝層よりも膜厚の小さい
金層からなる被覆層で覆うようにしているため、ダイレ
クトボンド用として特別にチップ側にバンプを設ける作
業が不要となり、ワイヤボンディング方式においてもダ
イレクトボンディング方式においても同一の設備でチッ
プ形成を行うことができる。

また、本考案では、鉄を含み、剛性をもつインナーリ
ード素体を用いているため、平衡度を良好に維持し位置
精度の高いリードフレームを得ることが可能となる。

また、ダイレクトボンド装置の平衡度のわずかな狂い
があっても、軟金属からなる緩衝層によってずれや狂い
が吸収され、ミスボンドが生じたりすることなく、信頼
性が向上する。

また、インナーリード先端にバンプを形成する場合
も、金の膜厚は薄くて良く、バンプ形成における金の消
費量が格段に減少すると共に、作業性が向上し、コスト
の大幅な低減をはかることが可能となる。

（実施例） 以下、本考案実施例のリードフレームについて、図面
を参照しつつ詳細に説明する。

このリードフレームは、第１図（ａ）に示すように、
銅−鉄合金を主成分とする帯状材料から形成され、先端
に肉薄部1aを有するインナーリード１、アウターリード
２、タイバー３とを有する通常の形状のリードフレーム
からなり、第１図（ｂ）（第１図（ａ）のＡ−Ａ断面
図）に示すように、先端肉薄部の先端が突出してバンプ
を形成しており、このバンプの表面が膜厚５μｍ以上の
銅めっき層４と、この上層を覆う膜厚２μｍの金めっき
層５とによって被覆されるようにしたことを特徴とする
ものである。

製造に際しては、銅−鉄合金を主成分とする帯状材料
を、所望の形状のインナーリード１、アウターリード
２、ダイバー３などの抜き型を具備した金型（図示せ
ず）に装着し、プレス加工を行なうことにより、インナ
ーリードの先端肉薄部を残してパターニングする。

次いで、前記成型工程で残されたインナーリード先端
肉薄部を含む領域の内、インナーリード先端肉薄部相当
部をスタンピング法を用いてリードフレーム面から押し
下げることにより、インナーリード間領域相当部から分
断する。

この後、前記成型工程でインナーリード相当部から分
断されたインナーリード間領域相当部を打ち抜くと同時
にインナーリード先端肉薄部相当部の一部を先端まで伸
ばし肉薄化およびバンプ形成を同時に行い、リードフレ
ームの形状加工が終了する。

こののち、インナーリード先端肉薄部の先端部に順次
めっきを行い、膜厚５μｍ以上の銅めっき層４と、この
上層を覆う膜厚約２μｍの金めっき層５とによってバン
プを被覆し、リードフレームは完成する。

このようにして形成されたリードフレームのインナー
リード１の先端部肉薄部の断面形状は極めて理想形状と
なり、良好な位置に銅めっき層４と、この上層を覆う膜
厚２μｍの金めっき層５とに被覆されたバンプが形成さ
れる。

このように、インナーリードの先端を、銅めっき層４
からなる緩衝層を介して、該緩衝層よりも膜厚の小さい
金層からなる被覆層で覆うようにしているため、ダイレ
クトボンド用として特別にチップ側にバンプを設ける作
業が不要となり、ワイヤボンディング方式においてもダ
イレクトボンディング方式においても同一の設備でチッ
プ形成を行うことができる。

また、ダイレクトボンド装置の平衡度のわずかな狂い
があっても、軟金属からなる緩衝層によってずれや狂い
が吸収され、ミスボンドが生じたりすることなく、信頼
性が向上する。

また、インナーリード先端にバンプを形成する場合
も、金の膜厚は薄くて良く、バンプ形成における金の消
費量が格段に減少すると共に、作業性が向上し、コスト
の大幅な低減をはかることが可能となる。

加えて、バンプがインナーリード先端肉薄部と一体成
形されているため同時にコイニングによるインナーリー
ド間隔の減少を最小限に押さえることができ、短絡事故
の発生を低減することができる。

さらに、インナーリードのねじれがないため、内部の
残留応力が少なく、インナーリード先端位置を正しく維
持することができ、ボンディング位置のずれを低減する
ことができる。

なお、前記実施例では、バンプを用いた例について説
明したが、第２図に示すようにバンプを形成しないもの
についても適用可能であり、この場合も、銅めっき層が
緩衝層となってミスボンディングを防止することができ
る。

また、前記実施例では、前記インナーリード先端肉薄
部相当部をスタンピング法を用いてリードフレーム面か
ら押し下げ、インナーリード間領域相当部からインナー
リード先端肉薄部相当部を分断する工程の前または後
に、応力除去のための焼鈍を行う焼鈍工程を付加した
り、またテーピングを行う行程を付加したりしてもよ
い。

さらにまた、前記実施例では、インナーリード相当部
をスタンピング法を用いてリードフレーム面から押し下
げるようにしたが、押し上げるようにしても良いことは
いうまでもない。

また、前記実施例では、先端肉薄部の先端を覆う緩衝
層として銅めっき層を用いたが、銅めっき層に限定され
ることなく、銀めっき層等軟らかい金属であればよい。
さらにまた、リードフレーム材料として銅−鉄合金を用
いたが、銅−鉄合金に限定されることなく、鉄を含む剛
性金属であれば、他の材料を用いてもよい事は言うまで
もない。

また、前記実施例ではめっき工程はリードフレームの
形状加工の終了後に行うようにしたが、形状加工の途中
で行うようにしても良い。

さらにまた、各工程での成形領域は、適宜変更可能で
ある。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、本考案のリードフレームに
よれば、インナーリードの先端を、軟金属からなる緩衝
層を介して、該緩衝層よりも膜厚の小さい金属からなる
被覆層で覆うようにしているため、ダイレクトボンド装
置の平衡度のわずかな狂いがあっても、軟金属からなる
緩衝層によってずれや狂いが吸収され、ミスボンドが生
じたりすることなく、信頼性が向上する。

また、インナーリード先端にバンプを形成する場合
も、金の膜厚は薄くて良く、バンプ形成における金の消
費量が格段に減少すると共に、作業性が向上し、コスト
の大幅な低減をはかることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は、本考案実施例のリ
ードフレームを示す説明図、第２図は本考案のリードフ
レームの変形例を示す図、第３図は通常のダイレクトボ
ンド方式を示す図、第４図は従来例のリードフレームを
用いた場合のダイレクトボンダの平衡度の違いによるミ
スボンディングを示す図である。 １…インナーリード、1a…インナーリード先端肉薄部、
1p…バンプ、２…アウターリード、３…タイバー、４…
銅めっき層、５…金めっき層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−103342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−110051（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のインナーリードと、 前記インナーリードのそれぞれに接続されたアウターリ
   ードとを具えたダイレクトボンディング方式のリードフ
   レームにおいて、 前記インナーリードが、鉄を含む金属で構成されてお
   り、 前記インナーリードの先端が、軟金属からなる緩衝層を
   介して、前記緩衝層よりも膜厚の小さい金層からなる被
   覆層で覆われていることを特徴とするリードフレーム。